重ね合わせは量子力学の中核をなす原理の一つです。重ね合わせの状態にある量子ビットは、基底状態|0⟩と|1⟩の線形結合として記述されます：|ψ⟩ = α|0⟩ + β|1⟩。ここでαとβは|α|² + |β|² = 1を満たす複素確率振幅です。アダマールゲートは、|0⟩状態から量子ビットを等しい重ね合わせにする最も一般的な方法で、|+⟩ = (|0⟩ + |1⟩)/√2、すなわち0と1を測定する確率が50/50の状態になります。重ね合わせは量子並列性を可能にします。n個の量子ビットを重ね合わせ状態で操作する量子回路は、実質的に2ⁿ個の入力を同時に処理します。ただし、測定によって重ね合わせは収束するため、有用な結果を取り出すには干渉を利用した慎重なアルゴリズム設計が必要です。