В квантовой механике система может находиться в нескольких состояниях одновременно. Это называется суперпозицией. Электрон может находиться в двух местах одновременно или вращаться в двух направлениях одновременно, пока его состояние не будет измерено. После измерения он коллапсирует в одно состояние. Суперпозиция — одна из самых странных и важных особенностей квантовой механики. Она лежит в основе квантовых вычислений, где кубиты могут находиться в суперпозиции 0 и 1, что позволяет проводить параллельные вычисления.

Суперпозиция — это не просто теоретическая идея. Она была продемонстрирована в бесчисленных экспериментах. Эксперимент с двойной щелью показывает, что один электрон может пройти через обе щели одновременно и интерферировать сам с собой. Квантовые компьютеры используют суперпозицию для выполнения вычислений, недоступных классическим компьютерам. Кот Шрёдингера — это мысленный эксперимент, иллюстрирующий странность суперпозиции. Кот в коробке одновременно мертв и жив, пока коробку не откроют. Мысленный эксперимент был призван показать абсурдность суперпозиции применительно к повседневным предметам. Но суперпозиция реальна, по крайней мере, на квантовом уровне. Декогеренция объясняет, почему мы не наблюдаем её в повседневной жизни. Любое взаимодействие с окружающей средой приводит к коллапсу суперпозиции.

Факты о суперпозиции

• Определение. Система, находящаяся в нескольких состояниях одновременно.
• Измерение. Сворачивается в одно состояние.
• Двойная щель. Демонстрирует суперпозицию одной частицы.
• Квантовые вычисления. Кубиты в состоянии суперпозиции позволяют осуществлять параллельные вычисления.
• Декогеренция. Окружающая среда разрушает суперпозицию.

Суперпозиция — это не то же самое, что неопределенность. Неопределенность касается того, что мы можем знать. Суперпозиция же касается того, что реально.