什么是量子叠加

量子叠加是量子力学的基本概念，指量子系统可以同时处于多个状态。计算机中的量子比特能同时表示0和1，这种特性让量子计算处理复杂问题速度远超传统计算机。原子中的电子可以在不同能级间叠加，形成独特的光谱特征。超导材料中的电流方向可以同时顺时针和逆时针流动，产生宏观量子效应。量子叠加让粒子行为变得不可预测，单个光子能同时通过双缝干涉仪的两条路径，形成干涉条纹。

量子叠加在日常技术中也有广泛应用。原子钟利用铯原子能级叠加保持极高时间精度，GPS系统依赖这种精确计时。量子密码学利用叠加态创建无法破解的密钥，每次测量都会破坏叠加状态，立即检测窃听。医学领域的核磁共振成像依赖原子核自旋叠加态，生成人体内部详细图像。量子传感器通过叠加态测量微小磁场变化，精度比传统设备高1000倍以上。