旋量

旋量是承載自旋 ½ 粒子完整狀態的數學對象。對單個自旋而言，它是一列兩個複數，一個繫於向上態、一個繫於向下態。每個數的大小決定該結果出現的機率，而它們之間的相對相位則編碼了自旋在空間中實際指向何方。

使旋量不只是兩個數字之清單的，是它在你轉動它時的變化方式。普通向量在轉滿整整一圈、即三百六十度後會回到原樣。旋量卻不然：單單轉滿一圈會翻轉它整體的符號，你必須把它轉兩圈、整整七百二十度，它才會一絲不差地復原。這正是使自旋 ½ 與眾不同的那著名的雙值行為。

旋量是一切由自旋 ½ 粒子構築之物的天然語言，從孤零零的一個電子，到原子的波函數，再到粒子物理的量子場。在量子計算中，旋量不過就是單個量子位元的狀態。學會讀懂一個旋量——兩個攜帶機率與相位的複數——就是在學會讀懂世上最基本的量子系統。