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量子論 · Quantum Superposition

重ね合わせの原理

量子系が複数の状態の線形結合として同時に存在しうるという、量子力学の基本原理。状態を表す波動関数はベクトル空間の要素であり、二つの許される状態の和もまた許される状態となる。測定を行うまで系は各状態の重ね合わせにあり、測定すると確率的に一つの結果が得られる。干渉現象や量子計算におけるビットの並列性の根拠となっている。

分野: 量子論
英語名: Quantum Superposition
主要な貢献者: ポール・ディラック / エルヴィン・シュレーディンガー

関連エントリ

物理概念量子トンネル効果古典力学では越えられないエネルギーの障壁を、量子的な粒子が一定の確率で通り抜ける現象。波動関数が障壁内部でも完全には消えず、反対側に漏れ出すことに由来する。恒星内部の核融合の進行、放射性原子核のアルファ崩壊、走査型トンネル顕微鏡やトンネルダイオードなど、自然現象と技術の両面で重要な役割を果たす。物理概念熱力学第一法則エネルギー保存則を熱と仕事を含めて述べた法則。系の内部エネルギーの変化は、系に加えられた熱から系が外部にした仕事を差し引いたものに等しい。熱もエネルギーの一形態であり、孤立系の全エネルギーは増減しないことを意味する。第二種永久機関とは別に、無からエネルギーを生む第一種永久機関が不可能であることを保証する。物理概念熱力学第二法則孤立系のエントロピーは決して減少せず、不可逆過程では必ず増大するという法則。熱が低温物体から高温物体へひとりでに移ることはなく、自然現象には向きがあることを表す。熱をすべて仕事に変換する効率100%の熱機関は不可能であり、時間の矢の起源とも結びつく。クラウジウスやケルビンらによって19世紀に定式化された。