Wat is superpositie?
Voordat u in de volgende eenheden aan de slag gaat met qubits en bewerkingen, beginnen we met een eenvoudig voorbeeld om te begrijpen hoe superpositie werkt.
In deze les leert u hoe u de globale status van een systeem beschrijft: een kat en een doos.
Hoe kunt u de globale status van een systeem beschrijven?
Stel dat u een kat en een doos hebt en u de mogelijke configuraties van het cat- en boxsysteem wilt beschrijven. Bijvoorbeeld 'de kat in de doos', 'de kat naast de doos', enzovoort.
Stel dat er zes mogelijke configuraties zijn: 'de kat boven op de doos', 'de kat in de doos', 'de kat onder de doos', 'de kat naast de doos', 'de kat voor de doos' en 'de kat achter de doos'. De configuratie 'het vak binnen de kat' is niet fysiek mogelijk, dus deze staat niet in de lijst.
Deze zes posities zijn de individuele mogelijke configuraties van het systeem "kat en doos.". Hoe kunt u de status van het kat- en doossysteem beschrijven? U kunt de afzonderlijke posities optellen , zoals hier:
Alleen de som van de afzonderlijke posities legt echter niet het volledige beeld vast. U moet ook rekening houden met de waarschijnlijkheid van het vinden van de kat in elk van de afzonderlijke posities. De kat bevindt zich bijvoorbeeld waarschijnlijk naast het vak dan eronder. U moet dus elke afzonderlijke positie wegen op basis van de waarschijnlijkheid.
De toestand van de kat en het doossysteem is de som van de zes verschillende posities van de kattenwaarde van de doos, gewogen door de waarschijnlijkheid van het vinden van de kat in die positie:
De kat en de doos zijn klassieke objecten, zodat u ze slechts in een van de zes mogelijke configuraties tegelijk kunt observeren. Katten en dozen leven in de klassieke wereld, waar objecten slechts in één staat tegelijk kunnen zijn.
In de kwantumwereld zijn de dingen echter anders. Een kwantumkat en een kwantumvak kunnen zich ook in alle zes statussen tegelijk bevinden. Dit fenomeen wordt superpositie genoemd.
Kwantumkatten bestaan niet - voor zover we weten - maar kwantumdeeltjes wel.
In de volgende les ziet u superpositie in kwantumcomputing.