In een recent artikel op arXiv trekken natuurkundigen de mogelijkheid in twijfel om de keuze van een waarnemer in de kwantummechanica als absoluut te beschouwen. De paradox van Wigners vriend, waarbij de ene waarnemer een systeem meet en de tweede de toestand van de eerste, leidde tot de conclusie dat vrije keuzes afhankelijk kunnen zijn van het standpunt.
Onderzoekers van verschillende Europese groepen analyseerden een scenario waarin de vriend van Wigner de spin van een deeltje meet, terwijl Wigner zelf ditzelfde systeem beschrijft als een superpositie. Volgens de preprint die in mei 2024 verscheen, wordt de absoluutheid van de keuze geschonden wanneer beide waarnemers elkaars kwantumbeschrijvingen gebruiken. Dit is geen louter gedachte-experiment, maar een strikte berekening met gebruikmaking van het formalisme van kwantumreferentiekaders.
Stel je voor dat twee mensen tegelijkertijd beslissen welke kant ze op een kruispunt opgaan, maar dat hun beslissingen alleen consistent blijken wanneer de één de keuze van de ander ziet als een nog onbepaalde mogelijkheid. Precies zo werkt het mechanisme in dit model: de meting van de ene waarnemer blijft voor de tweede onbepaald totdat er een interactie plaatsvindt die de coherentie verbreekt.
Het resultaat verandert ons begrip van wat als 'vrije keuze' moet worden beschouwd in kwantumcryptografische protocollen en Bell-tests. Als keuzes niet absoluut zijn, kunnen apparaten die vertrouwen op de onafhankelijkheid van instellingen onterechte veiligheidsgaranties bieden. Het team merkt op dat de conclusies vooralsnog theoretisch van aard zijn en experimentele verificatie vereisen met fotonische of ionische opstellingen.
Het werk stoelt op een formalisme dat de afgelopen jaren is ontwikkeld om meerdere waarnemers binnen één kwantumsysteem te beschrijven. De auteurs tonen aan dat twee waarnemers onder bepaalde omstandigheden tot onverenigbare conclusies kunnen komen over het meetresultaat, ook al handelden ze beiden volgens alle regels van de kwantumtheorie.
Zo blijken zelfs de meest fundamentele aannames over de onafhankelijkheid van metingen contextafhankelijk te zijn wanneer de waarnemers zelf onderdeel worden van de kwantumbeschrijving.
