In der Quantenmechanik kann sich ein System gleichzeitig in mehreren Zuständen befinden. Dies nennt man Superposition. Ein Elektron kann sich gleichzeitig an zwei Orten befinden oder sich gleichzeitig in zwei Richtungen drehen, bis es gemessen wird. Bei der Messung kollabiert es in einen einzigen Zustand. Die Superposition ist eines der ungewöhnlichsten und wichtigsten Merkmale der Quantenmechanik. Sie ist die Grundlage des Quantencomputings, bei dem Qubits in einer Superposition von 0 und 1 vorliegen können, was paralleles Rechnen ermöglicht.

Superposition ist nicht nur eine theoretische Idee. Sie wurde in unzähligen Experimenten nachgewiesen. Das Doppelspaltexperiment zeigt, dass ein einzelnes Elektron gleichzeitig durch beide Spalte hindurchtreten und mit sich selbst interferieren kann. Quantencomputer nutzen Superposition für Berechnungen, die klassische Computer nicht durchführen können. Schrödingers Katze ist ein Gedankenexperiment, das die Merkwürdigkeit der Superposition verdeutlicht. Eine Katze in einer Kiste ist gleichzeitig tot und lebendig, solange die Kiste intakt ist. Das Gedankenexperiment sollte die Absurdität der Superposition in Bezug auf Alltagsgegenstände aufzeigen. Doch Superposition ist real, zumindest auf der Quantenebene. Dekohärenz erklärt, warum wir sie im Alltag nicht beobachten. Jede Wechselwirkung mit der Umgebung führt zum Zusammenbruch der Superposition.

Superpositionsfakten

• Definition. Ein System, das sich gleichzeitig in mehreren Zuständen befindet.
• Measurement. Reduziert sich auf einen einzigen Zustand.
• Doppelspalt. Zeigt die Überlagerung eines einzelnen Teilchens.
• Quantencomputing. Qubits in Superposition ermöglichen paralleles Rechnen.
• Dekohärenz. Die Umgebung kollabiert die Superposition.

Superposition ist nicht dasselbe wie Unsicherheit. Unsicherheit bezieht sich auf das, was wir wissen können. Superposition bezieht sich auf das, was real ist.