양자 중첩이라는 개념은 입자가 여러 상태, 즉 여러 가능성을 동시에 가질 수 있다는 양자역학의 기본 원리 중 하나에요. 이는 어떤 입자(예를 들어 전자)가 여러 위치나 여러 상태에 동시에 있을 수 있음을 의미합니다.

예를 들어, 전자가 어떤 공간의 두 지점 A와 B에 동시에 존재할 가능성을 가질 수 있다고 해봅시다. 이때 전자는 A에도 있고, B에도 있으며, 동시에 두 곳 사이의 다양한 위치에도 있을 수 있어요. 하지만 이 전자를 측정하게 되면, 전자는 A 또는 B 중 하나의 위치에서만 발견되게 됩니다. 측정 전까지는 전자의 위치가 확정되지 않고 여러 가능성이 중첩되어 있는 상태로 존재한다고 할 수 있어요.

이러한 중첩 상태는 양자역학의 본질적인 특징을 보여주는데, 이는 바로 양자체계가 관측되기 전까지는 정해지지 않은 여러 가능성을 동시에 가진다는 것이에요.

슈뢰딩거의 고양이 실험은 양자 중첩을 설명하기 위한 유명한 사고 실험 중 하나예요. 이 실험에서는 방사성 원소, 독가스, 그리고 고양이가 상자 안에 함께 들어 있다고 생각해봅시다. 방사성 원소가 붕괴할지 여부에 따라 독가스가 풀리고, 그 결과 고양이가 살아 있을지 죽어 있을지 결정되는 상황입니다. 하지만 상자를 열고 확인하기 전까지는 고양이가 살아 있는 상태와 죽어 있는 상태가 중첩되어 있다고 할 수 있어요.

이처럼 양자 중첩은 우리가 관측하기 전까지는 입자의 상태가 여러 가능성을 가지고 있다는 근본적이고도 놀라운 양자역학의 개념을 보여줍니다.