Superposisi kuantum

Dalam mekanika kuantum, suatu partikel bisa berada dalam dua keadaan sekaligus. Inilah yang disebut keadaan superposisi. Dalam komputer kuantum, selain 0 dan 1 dikenal pula superposisi dari keduanya. Ini berarti keadaannya bisa berupa 0 dan 1, bukan hanya 0 atau 1 seperti di komputer digital biasa. Lebih jelasnya Superposisi kuantum adalah prinsip dasar mekanika kuantum. Ini menyatakan bahwa, seperti gelombang dalam fisika klasik, dua (atau lebih) keadaan kuantum dapat ditambahkan bersama-sama ("superposisi") dan hasilnya akan menjadi keadaan kuantum lain yang valid; dan sebaliknya, bahwa setiap keadaan kuantum dapat direpresentasikan sebagai jumlah dari dua atau lebih keadaan berbeda lainnya. Secara matematis, ini mengacu pada properti solusi untuk persamaan Schrödinger; karena persamaan Schrödinger linier, semua kombinasi linear solusi juga akan menjadi solusi. Contoh manifestasi sifat gelombang sistem kuantum yang dapat diamati secara fisik adalah puncak interferensi dari berkas elektron dalam eksperimen celah ganda. Polanya sangat mirip dengan pola yang diperoleh dari difraksi gelombang klasik.

Contoh lain adalah keadaan qubit logika kuantum, seperti yang digunakan dalam pemrosesan informasi kuantum, yang merupakan superposisi kuantum dari "keadaan dasar" 0 dan 1. Berikut 0 dan 1 adalah notasi Dirac untuk keadaan kuantum yang akan selalu memberikan hasil 0 atau 1 ketika dikonversi ke logika klasik dengan pengukuran. Demikian juga 0 dan 1 adalah status yang akan selalu dikonversi ke 1. Berlawanan dengan bit klasik yang hanya dapat berada dalam status yang sesuai dengan 0 atau status yang sesuai dengan 1, qubit mungkin berada dalam superposisi dari kedua status tersebut. Ini berarti bahwa probabilitas pengukuran 0 atau 1 untuk sebuah qubit pada umumnya bukan 0,0 atau 1,0, dan beberapa pengukuran yang dilakukan pada qubit dalam keadaan identik tidak akan selalu memberikan hasil yang sama.