Qu’est-ce que la superposition ?
Avant de passer aux qubits et aux opérations, commençons par un exemple simple pour comprendre le fonctionnement de la superposition.
Dans cette unité, nous verrons comment décrire l’état global d’un système tel que : un chat et une boîte.
Comment pouvez-vous décrire l’état global d’un système ?
Imaginez que vous disposez d’un chat et d’une boîte, et que vous souhaitez décrire les configurations possibles du système chat-boîte. Par exemple, « le chat est dans la boîte », « le chat est à côté de la boîte » et ainsi de suite.
Supposons qu’il y ait six configurations possibles : « le chat est sur la boîte », « le chat est dans la boîte », « le chat est sous la boîte », « le chat est à côté de la boîte », « le chat est devant la boîte » et « le chat est derrière la boîte ». La configuration « la boîte est dans le chat » n’est pas physiquement possible, donc elle n’est pas incluse dans la liste.
Ces six positions sont les configurations individuelles possibles du système « chat-boîte ». Comment pouvez-vous décrire l’état du système chat-boîte ? Vous pouvez additionner les positions individuelles, comme suit :
Toutefois, la somme des positions individuelles ne montre pas toute l’image. Vous devez également tenir compte de la probabilité de trouver le chat dans chacune des positions individuelles. Par exemple, le chat est plus susceptible d’être à côté de la boîte qu’en dessous d’elle. Ainsi, vous devez pondérer chaque position individuelle selon sa probabilité.
L’état du système chat-boîte est la somme des six positions différentes du chat par rapport à la boîte, pondérée par la probabilité de trouver le chat dans une position donnée :
Le chat et la boîte sont des objets classiques, donc vous ne pouvez les observer que dans l’une des six configurations possibles à la fois. Les chats et les boîtes existent dans le monde classique, où les objets ne peuvent exister que dans un seul état à la fois.
Toutefois, dans le monde quantique, les choses fonctionnent différemment. Un chat et une boîte quantiques peuvent exister dans les six états en même temps ! Ce phénomène s’appelle la superposition.
Les chats quantiques n’existent pas—pour autant que nous le sachions—mais les particules quantiques sont bien réelles.
La leçon suivante vous présente la superposition dans l’informatique quantique.