Можно говорить и о суперпозиции любого числа квантовых состояний, которая описывается волновой функцией N

= С1 1 + С2 2 + …+ СN N = Cn n .

n 1

В таком состоянии квадрат модуля коэффициента Cn определяет

вероятность того, что при измерении, проведенном над системой с волновой функцией , мы обнаружим ее в квантовом состоянии, описываемом волновой функцией n. Для нормированных волновых

n 1

Квантовомеханический принцип суперпозиции состояний не имеет аналога в классической механике. В классической теории свободная частица в данный момент времени движется либо в одном направлении в пространстве, либо в другом направлении.

Квантовая частица, состояние которой описывается волновой функцией, являющейся суперпозицией двух плоских волн де Бройля

одновременно движется и вправо вдоль оси x, и влево. С точки зрения классической механики такой ответ абсурден. С позиций квантовой механики это означает, что при проведении серии опытов по обнаружению направления движения частицы, находящейся в таком квантовом состоянии, с вероятностью P1 ~ C1 2 будет получен

ответ, что частица движется вправо вдоль оси x, а с вероятностью P2 ~ C2 2, что частица движется влево.

Точно так же в состоянии, являющемся суперпозицией двух плоских волн де Бройля, распространяющихся в направлениях вдоль осей x и y, когда

нет однозначного ответа на вопрос «куда движется частица?». Ответ, что частица движется и в направлении оси x, и в направлении оси y, не означает, что она движется вдоль биссектрисы угла между осями x и y. Такой ответ означает, что это движение, в котором следует считать, что частица с некоторой вероятностью движется вдоль оси x, а с некоторой вероятностью вдоль оси y. Такой результат будет получен в серии измерений направления движения частицы.

Столь необычный ответ квантовой механики казалось бы на простой вопрос не является чисто теоретическим абстрактным результатом. В современных информационных технологиях, разрабатывающих квантовые компьютеры, возможно использование логического элемента не только с двумя состояниями «0» и «1», но и элементов, которые могут находиться в состояниях суперпозиции нуля и единицы с некоторыми вероятностями. Такие элементы существенно изменяют принцип

работы компьютера и позволяют создавать алгоритмы, значительно повышающие быстродействие и эффективность переработки информации.

Возможность состояний, в которых данная физическая величина не имеет определенного значения и которые получаются суперпозицией состояний с определенным значением этой величины, является характерной чертой квантовой механики, принципиально отличающей ее от классической механики. Описать такое «смешанное» состояние одной частицы на языке классической механики невозможно.