W mechanice kwantowej układ może znajdować się w wielu stanach jednocześnie. To jest superpozycja. Elektron może znajdować się w dwóch miejscach jednocześnie lub wirować w dwóch kierunkach jednocześnie, dopóki nie zostanie zmierzony. Po zmierzeniu, zapada się w jeden stan. Superpozycja to jedna z najdziwniejszych i najważniejszych cech mechaniki kwantowej. Stanowi podstawę obliczeń kwantowych, w których kubity mogą znajdować się w superpozycji 0 i 1, co umożliwia obliczenia równoległe.

Superpozycja to nie tylko idea teoretyczna. Została udowodniona w niezliczonych eksperymentach. Eksperyment z dwiema szczelinami pokazuje, że pojedynczy elektron może przejść przez obie szczeliny jednocześnie i interferować ze sobą. Komputery kwantowe wykorzystują superpozycję do wykonywania obliczeń, których komputery klasyczne nie potrafią. Kot Schrödingera to eksperyment myślowy ilustrujący dziwaczność superpozycji. Kot w pudełku jest jednocześnie żywy i martwy, dopóki pudełko nie zostanie otwarte. Eksperyment myślowy miał na celu pokazanie absurdalności superpozycji w odniesieniu do przedmiotów codziennego użytku. Ale superpozycja jest realna, przynajmniej w skali kwantowej. Dekoherencja wyjaśnia, dlaczego nie obserwujemy jej w życiu codziennym. Każda interakcja z otoczeniem powoduje załamanie superpozycji.

Fakty superpozycji

• Definicja. System w wielu stanach jednocześnie.
• Measurement. Zapada się do jednego stanu.
• Podwójna szczelina. Demonstruje superpozycję pojedynczej cząstki.
• Obliczenia kwantowe. Kubity w superpozycji umożliwiają obliczenia równoległe.
• Decoherence. Środowisko powoduje załamanie superpozycji.

Superpozycja to nie to samo, co niepewność. Niepewność dotyczy tego, co możemy wiedzieć. Superpozycja dotyczy tego, co jest rzeczywiste.