¿Cuál es el estado cuántico de un átomo y por qué puede ser cero y uno al mismo tiempo?

Joshua David Masland-Sarani le dio la respuesta que casi necesita. Hay un poco aquí que necesito amplificar o quizás corregir.

Específicamente, Josh dice que el estado es cero o uno no superpuesto. Sostengo que esto no es del todo cierto en cuanto a cuántica.

Este negocio de azar no superpuesto es cierto clásico. Por ejemplo, mientras tira un dado (llamado dado) es uno, dos, tres, cuatro, cinco o seis, hasta que el dado deja de caer, no sabemos cuál y, de hecho, uno puede argumentar que no es una pregunta bien definida mientras Dados está en juego. Solo cuando se detiene recibimos una respuesta. Modelamos esto matemáticamente tratando el dado como una variable aleatoria. No es necesario ponerse raro aquí sobre la superposición, el dado es simplemente desconocido y aleatorio.

¡Quantum es misterioso! Aquí el dado realmente interfiere entre sí, por lo que no se puede ver el estado del átomo como o. Si no hay un cero y uno juntos , realmente no podemos explicar los patrones de interferencia que observamos. Esto es muy bien argumentado por Scott Aaronson.


Usted preguntó qué significa un estado cero o uno. Hay muchos ejemplos de estados en un átomo. Girar por ejemplo. Uno o cero es solo una abreviatura para subir o bajar. Pero el nivel de energía es otro. Aquí los niveles son discretos pero no se limitan necesariamente a las elecciones binarias.

No puede ser 0 y 1 al mismo tiempo. Puede ser una superposición de estados, lo que significa que el estado no es seguro hasta que se realiza una medición del sistema. Estos estados son cosas como el “giro” atómico (que confusamente no es exactamente lo mismo que girar una pelota). El giro está hacia arriba o hacia abajo, pero no podemos saber qué es hasta que lo medimos.

Este comportamiento, junto con otro comportamiento no clásico como el túnel cuántico, a menudo se describe como unos y ceros en los artículos de noticias sobre computadoras cuánticas, pero es una simplificación excesiva.