Chồng chập lượng tử

Đối với nghĩa rộng hơn của chủ đề này, xem Nguyên lý chồng chập.

Chồng chập lượng tử của các trạng thái và sự mất liên kết

Phần của loạt bài
Cơ học lượng tử
$i\hbar {\frac {\partial }{\partial t}}|\psi (t)\rangle ={\hat {H}}|\psi (t)\rangle$ Phương trình Schrödinger
Giới thiệu Từ vựng Lịch sử
Nền tảng Cơ học cổ điển Thuyết lượng tử cũ Ký hiệu bra-ket Toán tử Hamilton Giao thoa
Nội dung cơ bản Sự cố kết Sự tách sóng Bù Bậc năng lượng Rối Toán tử Hamilton Bất định Trạng thái cơ bản Giao thoa Đo lường Không định hướng Quan sát được Toán tử Lượng tử Thăng giáng lượng tử Bọt lượng tử Sự bay lên lượng tử Số lượng tử Tiếng ồn lượng tử Địa hạt lượng tử Trạng thái lượng tử Hệ thống lượng tử Viễn tải lượng tử Qubit Spin Chồng chập Đối xứng Phá vỡ tính đối xứng Trạng thái chân không Sự truyền sóng Hàm sóng Suy sụp hàm sóng Lưỡng tính sóng-hạt Sóng vật chất
Hiệu ứng Hiệu ứng Zeeman Hiệu ứng Stark Hiệu ứng Aharonov–Bohm Sự lượng tử hóa Landau Hiệu ứng Hall lượng tử Hiệu ứng Zeno lượng tử Xuyên hầm lượng tử Hiệu ứng quang điện Hiệu ứng Casimir
Thí nghiệm Afshar Bất đẳng thức Bell Davisson–Germer Khe Young Elitzur–Vaidman Franck–Hertz Bất đẳng thức Leggett–Garg Mach–Zehnder Popper Sự xóa bỏ lượng tử (delayed-choice) Con mèo của Schrödinger Tính tự diệt và bất diệt của lượng tử Stern–Gerlach Lựa chọn bị trì hoãn Wheeler Bạn của Wigner
Hàm số Phát biểu toán học Bức tranh Heisenberg Tương tác Ma trận Pha không gian Schrödinger Sum-over-histories (path-integral) Định lí Hellmann–Feynman
Phương trình Dirac Klein–Gordon Pauli Rydberg Schrödinger
Sự diễn giải Tổng quan Lịch sử nhất quán Copenhagen de Broglie–Bohm Ensemble Hidden-variable Nhiều thế giới Vật chất sụp đổ Bayesian Logic lượng tử Sự quan hệ Ngẫu nhiên Cân tương đối Transactional
Chủ đề chuyên sâu Quantum annealing Lượng tử hỗn loạn Máy tính lượng tử Ma trận mật độ Lý thuyết trường lượng tử Fractional quantum mechanics Hấp dẫn lượng tử Khoa học thông tin lượng tử Học tập máy lượng tử Thuyết xáo trộn (Cơ học lượng tử) Cơ học lượng tử tương đối tính Lý thuyết tán xạ Spontaneous parametric down-conversion Cơ học lượng tử thống kê
Nhà khoa học Aharonov Bell Blackett Bloch Bohm Bohr Born Bose de Broglie Candlin Compton Dirac Davisson Debye Ehrenfest Einstein Everett Fock Fermi Feynman Glauber Gutzwiller Heisenberg Hilbert Jordan Kramers Pauli Lamb Landau Laue Moseley Millikan Onnes Planck Rabi Raman Rydberg Schrödinger Sommerfeld von Neumann Weyl Wien Wigner Zeeman Zeilinger

Chồng chập lượng tử (hay chồng chất lượng tử, xếp lớp lượng tử) là một nguyên lý cơ bản của cơ học lượng tử, nó phát biểu rằng các tổ hợp tuyến tính của nghiệm phương trình Schrödinger cũng là nghiệm phương trình Schrödinger. Điều này xuất phát từ thực tế là phương trình Schrödinger là một phương trình vi phân tuyến tính theo thời gian và vị trí. Chính xác hơn, trạng thái của một hệ được cho bởi tổ hợp tuyến tính của tất cả các hàm eigen của phương trình Schrödinger chi phối hệ đó.

Một ví dụ về chồng chập lượng tử là khái niệm qubit được sử dụng trong xử lý thông tin lượng tử. Trạng thái qubit nói chung là sự chồng chập của các trạng thái cơ bản $|0\rangle$ và $|1\rangle$:

$|\Psi \rangle =c_{0}|0\rangle +c_{1}|1\rangle ,$

trong đó $|\Psi \rangle$ là một trạng thái lượng tử của qubit, với $|0\rangle$, $|1\rangle$ biểu thị các nghiệm cụ thể của phương trình Schrödinger bằng ký hiệu bra-ket có trọng số là hai biên độ xác suất $c_{0}$, $c_{1}$, và cả hai đều là số phức. Ở đây ta có $|0\rangle$ và $|1\rangle$ tương ứng với các giá trị nhị phân 0 và 1 của bit cổ điển. Xác suất đo được hệ thống ở trạng thái $|0\rangle$ hoặc $|1\rangle$ được cho tương ứng bởi $|c_{0}|^{2}$ và $|c_{1}|^{2}$ (xem quy tắc Born). Trước khi phép đo xảy ra, qubit ở trong tình trạng chồng chập của cả hai trạng thái.

Các vân giao thoa trong thí nghiệm khe đôi cũng cung cấp một ví dụ khác về nguyên lý chồng chập.