Superposición cuántica

Superposición cuántica es la aplicación del principio de superposición a la mecánica cuántica. Ocurre cuando un objeto "posee simultáneamente" dos o más valores de una cantidad observable (e.g. la posición o la energía de una partícula).

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Más específicamente, en mecánica cuántica, cualquier cantidad observable corresponde a un autovector de un operador lineal hermítico. La combinación lineal de dos o más autovectores da lugar a la superposición cuántica de dos o más valores de la cantidad. Si se mide la cantidad, el postulado de proyección establece que el estado colapsa aleatoriamente sobre uno de los valores de la superposición (con una probabilidad proporcional al cuadrado de la amplitud de ese autovector en la combinación lineal). Immediatamente después de la medida, el estado del sistema será el autovector que corresponde con el autovalor medido.

Es natural preguntarse por qué los objetos (macroscópicos, newtonianos) y los acontecimientos "reales" no parecen exhibir propiedades mecánico cuánticas tales como la superposición. En 1935, Erwin Schrödinger ideó un experimento imaginario, ahora llamado el gato de Schrödinger, que destacó la disonancia entre la mecánica cuántica y la física newtoniana.

De hecho, la superposición cuántica da lugar a muchos efectos directamente observables, tales como los picos de interferencia de una onda de electrón en el experimento de doble-rendija.

Si los operadores correspondientes a dos observables no conmutan, entonces no tienen autofunciones simultaneas y, por tanto, obedecen el principio de incertidumbre. Un estado que tiene un valor definido de uno de los dos observable corresponde a una superposición de muchos estados para el otro observable.

Véase también

• Computación cuántica