При́нцип суперпози́ції — одна із фундаментальних засад квантової механіки. Згідно з принципом суперпозиції, якщо квантова система може перебувати в станах і , то вона може перебувати також і в стані , де та — будь-які комплексні числа, які задовольняють умову нормування .
Приклад Принцип суперпозиції може звучати незвично для людини, вихованої на класичній фізиці, але його розуміння є необхідним для розуміння квантової механіки.
Розглянемо, наприклад, частку, яка в одному стані має імпульс (позначимо його кет-вектором ), а в іншому імпульс (позначимо його ). Згідно із принципом суперпозиції дана частка може також перебувати, наприклад, у стані . Яким у такому випадку буде імпульс частинки? Висновок квантової механіки полягає в тому, що імпульс в такому стані невизначений. Якщо його виміряти, то можна з однаковою ймовірністю отримати або значення , або ж значення .
Таким чином, приходимо до важливого для квантової механіки висновку, що для квантової системи значення фізичної змінної може бути невизначеним.
Система, що складається з двох частин Для системи, що складається з двох частин, імовірності координат q1 першої частини незалежні від імовірності координат q2 другої частини, тому розподіл ймовірностей для системи в цілому повинен дорівнювати добутку імовірності її частин. Тобто, хвильова функція Ψ12 (q1,q2) системи може бути представлена у вигляді добутку хвильових функцій Ψ1 (q1) та Ψ2 (q2) її частин: Ψ12 (q1,q2) = Ψ1 (q1) Ψ2 (q2) .
Див. також Змішаний стан Квантовий алгоритм Метод суперпозицій
Примітки
Джерела