本系列文章参考b站斯坦福大学的《量子力学》课程，主讲教师为Leonard Susskind，斯坦福大学教授和美国国家科学院院士，超弦理论的创始人之一。课程链接如下：
【公开课】斯坦福大学：量子力学（中英双语字幕）_哔哩哔哩_bilibili
同样的，斯坦福大学的量子力学教程与国内的教材也有着很大的差异，并非直接用经典物理的数学框架入手；而是先引入实验现象，然后逐步介绍量子力学的数学形式。本篇文章将首先从对量子比特的观测实验入手介绍量子力学。
给定一个系统，称为量子比特（qubit），每一个量子比特具有两个状态，用来表述量子比特的状态。
可以取
，我们可以设定+1表示取上方向，-1表示取下方向，需要注意的是这并不是说量子比特是一个向量，但其正负确实可以理解为方向。
引入观测设备A；在量子力学中，观测设备的存在是至关重要的，因为观测往往会影响系统的状态。在本实验中，观测设备同样是有方向的，用于表示其和量子比特的相对位置。
每一个量子比特在初始时具有一个值，将观测设备放在朝上的方向上，对量子比特进行观测，我们将得到其
值，比如我们假定对第一个量子比特观测后得到的值是+1；接着，我们引入一个重要的概念，在第一次对量子比特观测确定其
后，在实验条件完全不变（同样状态的观测器观测同样的量子比特）的前提下继续观测该量子比特，得到的
值是不变的。（在经典物理中听起来像废话，但在量子力学领域该概念至关重要）
接下来，我们将观测设备倒转，即顺时针旋转180°。此时我们继续对同一个量子比特进行观测，得到的。显然这说明量子比特的
值是带方向的。
上述的实验似乎更加暗示了量子比特具有某种向量的性质；当观测器摆放为向上的正方向，探测到量子比特的向上分量+1；观测器摆放为向下的负方向，探测到量子比特的向下分量-1。因此接下来我们继续将观测器摆放到别的位置来进行观测实验。
被观测对象不变；将观测设备A按照朝右的方向摆放（即将上一步的设备逆时针旋转90°）。如果量子比特是一个向量的话，由于其水平分量为0，那么观测设备A探测到的值也应该为0；但我们惊人的发现，对量子比特进行多次观测，得到的
值总是随机的出现
，并且当观测次数趋于无穷大时，
出现的概率各为50%。这一现象惊人的违背了我们关于经典物理的实验现象的印象，同时也再一次昭示了经典物理和量子物理的不同。
现在我们继续实验。取一系列数目的量子比特，将观测设备A正面朝上摆放，对这些量子比特进行观测，保留观测结果为的量子比特；将初始正面朝上的观测设备A向右旋转
°，对每一个量子比特进行多次观测，实验结果是：对于同一个量子比特，观测结果
的值总是出现
。并且随着实验次数的增多，
的平均值将趋于
；减小
的值，继续进行观测，我们将发现观测结果中出现+1的次数将变多；而当
，测试结果将全部是+1。
