O que é superposição?
Antes de entrarmos em qubits e operações nas próximas unidades, vamos começar com um exemplo simples para entender como funciona a superposição.
Nesta unidade, você vai aprender a descrever o estado global de um sistema: um gato e uma caixa.
Como você pode descrever o estado global de um sistema?
Imagine que você tenha um gato e uma caixa e descreva as possíveis configurações do sistema de gato e caixa. Por exemplo, "o gato dentro da caixa", "o gato ao lado da caixa" e assim por diante.
Digamos que haja seis configurações possíveis: "o gato na parte superior da caixa", "o gato dentro da caixa", "o gato sob a caixa", "o gato ao lado da caixa", "o gato na frente da caixa" e "o gato atrás da caixa". A configuração "a caixa dentro do gato" não é fisicamente possível e, portanto, não está na lista.
Essas seis posições são as configurações individuais possíveis do sistema "gato e caixa". Como você poderia descrever o estado do sistema de gato e caixa? Você pode resumir as posições individuais, da seguinte maneira:
No entanto, a simples soma das posições individuais não captura o quadro completo. Você também precisa considerar a probabilidade de encontrar o gato em cada uma das posições individuais. Por exemplo, é mais provável que o gato esteja ao lado da caixa do que embaixo dela. Portanto, você precisa ponderar cada posição individual com a probabilidade.
O estado do sistema de gato e caixa é a soma das seis posições diferentes do gato em relação à caixa, ponderada pela probabilidade de encontrar o gato nesta posição:
O gato e a caixa são objetos clássicos – portanto, você só pode observá-los em uma das seis maneiras possíveis de cada vez. Gatos e caixas vivem no mundo clássico, onde os objetos só podem estar em um estado de cada vez.
No entanto, no mundo quântico, as coisas são diferentes. Um gato quântico e uma caixa quântica também podem estar em todos os seis estados ao mesmo tempo! Este fenômeno é chamado de superposição.
Gatos quânticos não existem – até onde sabemos – mas partículas quânticas existem.
Na próxima unidade, você verá a superposição na computação quântica.