Quantum state

Quantum state là gì?

Quantum state (trạng thái lượng tử) là cách mô tả tình trạng đầy đủ của một hệ lượng tử (như electron, photon, nguyên tử) tại một thời điểm. 

(Nguồn: https://www.sciencedaily.com/releases/2025/11/251116105625.htm)

Trạng thái lượng tử không cho biết chính xác kết quả, mà cho biết xác suất để thu được các kết quả khác nhau khi ta đo. Về mặt toán học, trạng thái lượng tử thường được biểu diễn bằng hàm sóng (wave function) hoặc một vector trạng thái. Điều quan trọng là: trước khi đo, hệ lượng tử có thể ở trạng thái chồng chập, tức là nhiều khả năng cùng tồn tại (ví dụ: electron có thể ở nhiều mức năng lượng khả dĩ).

(Nguồn: https://www.energy.gov/science/doe-explainsquantum-mechanics)

Quantum state collapse là gì?

Sập trạng thái lượng tử (quantum state collapse hay wavefunction collapse) là hiện tượng xảy ra khi ta thực hiện phép đo lên một hệ lượng tử. Trước phép đo, hệ ở trạng thái chồng chập với nhiều khả năng; ngay khi đo, trạng thái đó “sụp đổ” về một kết quả cụ thể mà ta quan sát được. Ví dụ, một hạt trước khi đo có thể ở trạng thái “đi qua khe A và khe B cùng lúc”; khi đo, ta chỉ thấy một kết quả duy nhất—hoặc A, hoặc B.

(Nguồn: https://frontline.thehindu.com/science-and-technology/science-notebook-time-slits-change-the-frequency-of-light/article66732637.ece)

Cách hiểu trực quan là: trạng thái lượng tử giống như một bản đồ xác suất. Bản đồ này cho biết khả năng xảy ra của từng kết quả, nhưng không chọn sẵn kết quả nào. Hành động đo lường chính là lúc bản đồ bị “chốt” thành một kết quả cụ thể. Vì vậy, sập trạng thái không phải là một chuyển động vật lý thông thường, mà là sự thay đổi trong mô tả của hệ từ “nhiều khả năng” sang “một thực tại được quan sát”.

(Nguồn: https://farside.ph.utexas.edu/teaching/qmech/Quantum/node29.html)

Điểm then chốt khiến khái niệm này đặc biệt là vai trò của phép đo. Trong vật lý cổ điển, đo chỉ ghi nhận cái đã tồn tại. Còn trong cơ học lượng tử, phép đo ảnh hưởng trực tiếp đến trạng thái của hệ, làm mất đi chồng chập. Đây là lý do dẫn tới vấn đề đo lường—một câu hỏi nền tảng: khi nào và vì sao trạng thái lượng tử sụp đổ? Các cách diễn giải khác nhau của cơ học lượng tử trả lời câu hỏi này theo những cách khác nhau.

Nguồn tham khảo

• https://www2.ph.ed.ac.uk/~ldeldebb/docs/QM/lect1.pdf
• https://www.energy.gov/science/doe-explainsquantAum-mechanics
• https://www.sciencedaily.com/releases/2025/11/251116105625.htm
• https://postquantum.com/quantum-computing/wave-function-collapse/