¿Qué es la superposición?
Antes de entrar en cúbits y operaciones en las unidades siguientes, comencemos con un ejemplo sencillo para comprender cómo funciona la superposición.
En esta unidad, aprenderá a describir el estado global de un sistema: un gato y una caja.
¿Cómo puede describir el estado global de un sistema?
Imagine que tiene un gato y una caja, y quiere describir las posibles configuraciones del sistema del gato y la caja. Por ejemplo, "el gato dentro de la caja", "el gato junto a la caja", etc.
Supongamos que hay seis configuraciones posibles: "el gato en la parte superior de la caja", "el gato dentro de la caja", "el gato debajo de la caja", "el gato junto a la caja", "el gato delante de la caja" y "el gato detrás de la caja". La configuración "la caja dentro del gato" es físicamente imposible, por lo que no está en la lista.
Estas seis posiciones son las posibles configuraciones individuales del sistema "gato y caja". ¿Cómo puede describir el estado del sistema del gato y la caja? Puede sumar las posiciones individuales de la siguiente manera:
Sin embargo, solo la suma de las posiciones individuales no captura la imagen completa. También debe tener en cuenta la probabilidad de encontrar al gato en cada una de las posiciones individuales. Por ejemplo, es más probable que el gato esté junto a la caja que debajo. Por lo tanto, debe ponderar cada posición individual por su probabilidad.
El estado del sistema del gato y la caja es la suma de las seis posiciones diferentes del gato respecto a la caja, ponderad por la probabilidad de encontrar el gato en esa posición:
El gato y la caja son objetos clásicos, por lo que solo se pueden observar en una de las seis configuraciones posibles a la vez. Los gatos y las cajas viven en el mundo clásico, donde los objetos sólo pueden estar en un estado a la vez.
Sin embargo, en el mundo cuántico, las cosas son diferentes. Un gato cuántico y una caja cuántica también podrían estar en los seis estados al mismo tiempo. Este fenómeno se denomina superposición.
Los gatos cuánticos no existen, que sepamos, pero las partículas cuánticas sí.
En la siguiente unidad, verá la superposición en la computación cuántica.