중첩이란?
다음 단원에서 큐비트와 연산에 대해 자세히 알아보기에 앞서, 중첩이 어떻게 작동하는지 이해하기 위해 간단한 예를 들어 보겠습니다.
이 단원에서는 고양이와 상자와 같은 시스템의 전역 상태를 설명하는 방법을 알아봅니다.
시스템의 전반적인 상태를 어떻게 설명할 수 있나요?
고양이와 상자가 있고 고양이 및 상자 시스템의 가능한 구성을 설명하려고 합니다. 예를 들어 "상자 안의 고양이", "상자 옆에 있는 고양이" 등이 있습니다.
"상자 위의 고양이", "상자 안의 고양이", "상자 아래의 고양이", "상자 옆에 있는 고양이", "상자 앞의 고양이", "상자 뒤의 고양이"와 같은 여섯 가지 구성이 있다고 가정해 보겠습니다. 구성 "고양 안의 상자"는 물리적으로 가능하지 않으므로 목록에 없습니다.
이 여섯 가지 위치는 "고양이 및 상자" 시스템의 가능한 개별적 구성입니다. 고양이 및 상자 시스템의 상태를 설명하려면 어떻게 해야 할까요? 다음과 같이 개별 위치의 합계를 계산할 수 있습니다.
그러나 개별 위치의 합계가 전체 그림을 캡처하지는 않습니다. 또한 각 개별 위치에서 고양이를 찾을 확률을 고려해야 합니다. 예를 들어 고양이는 상자 아래보다 상자 옆에 있을 가능성이 높습니다. 따라서 확률에 따라 각 개별 위치에 가중치를 부여해야 합니다.
고양이 및 상자 시스템의 상태는 상자에 상대적인 고양이의 6개 다른 위치에 해당 위치에서 고양이를 찾을 확률을 가중치로 적용해서 더한 값이 됩니다.
고양이 및 상자는 클래식 개체이므로 한 번에 여섯 가지 가능한 구성 중 하나로만 관찰할 수 있습니다. 클래식 세계에서 개체는 한 번에 하나의 상태로만 있을 수 있습니다.
그러나 양자 세계에서는 상황이 다릅니다. 양자 고양이와 양자 상자는 동시에 모든 6개 상태에 있을 수 있습니다! 이 현상을 중첩이라고 합니다.
우리가 아는 한, 양자 고양이는 존재하지 않지만 그러나 양자 입자는 존재합니다.
다음 단원에서는 양자 컴퓨팅의 중첩에 대해 알아봅니다.