态叠加原理 在量子力学裏态叠加原理superposition principle表明假若一個量子系統的量子態可以是幾種不同量子態中的任意一種則它們的歸一化線性組合也可以是其量子態稱這線性組合為疊加態假設組成疊加態的幾種量子態相互正交則這量子系統處於其中任意量子態的機率是對應權值的絕對值平方 從數學表述态叠加原理是薛丁格方程式的解所具有的性質由於薛丁格方程式是個線性方程式任意幾個解的線性組合也是解這些形成線性組合稱為疊加態的解時常會被設定為相互正交稱為基底態例如氫原子的電子能級態換句話說這幾個基底態彼此之間不會出現重疊這樣對於疊加態測量任意可觀察量所得到的期望值是對於每一個基底態測量同樣可觀察量所得到的期望值乘以疊加態處於對應基底態的機率之後所有乘積的總和 更具體地說明假設對於某量子系統測量可觀察量 A displaystyle A 而可觀察量 A displaystyle A 的本徵態  a   displaystyle arangle    a   displaystyle arangle  分別擁有本徵值 a  displaystyle a  a  displaystyle a 則根据薛定谔方程的线性关系疊加態  ψ   c   a    c   a   displaystyle psi rangle carangle carangle  也可以是這量子系統的量子態其中 c  displaystyle c  c  displaystyle c 分別為疊加態處於本徵態  a   displaystyle arangle    a   displaystyle arangle  的機率幅假設对這疊加態系統测量可观察量 A displaystyle A 則測量獲得數值是 a  displaystyle a 或 a  displaystyle a 的機率分別為  c    displaystyle c   c    displaystyle c 期望值為  ψ  A  ψ    c    a    c    a  displaystyle langle psi Apsi rangle caca  舉一個可直接觀察到量子疊加的實例在雙縫實驗裏可以觀察到通過兩條狹縫的光子相互干涉造成了顯示於偵測屏障的明亮條紋和黑暗條紋這就是雙縫實驗著名的干涉圖樣 再舉一個案例在量子運算裏量子位元是的兩個基底態    displaystyle rangle  與    displaystyle rangle  的線性疊加這兩個基底態    displaystyle rangle      displaystyle rangle  的本徵值分別為  displaystyle    displaystyle