W niedawnej pracy opublikowanej w serwisie arXiv fizycy podali w wątpliwość samą możliwość uznania wyboru obserwatora w mechanice kwantowej za absolutny. Paradoks przyjaciela Wignera, w którym jeden obserwator mierzy układ, a drugi stan pierwszego, doprowadził do wniosku, że wolne wybory mogą zależeć od punktu widzenia.
Naukowcy z kilku europejskich zespołów przeanalizowali scenariusz, w którym przyjaciel Wignera dokonuje pomiaru spinu cząstki, podczas gdy sam Wigner opisuje ten układ jako superpozycję. Zgodnie z preprintem opublikowanym w maju 2024 roku, absolutność wyboru zostaje naruszona, jeśli obaj obserwatorzy stosują opisy kwantowe względem siebie nawzajem. Nie jest to jedynie eksperyment myślowy, lecz rygorystyczne obliczenia oparte na formalizmie kwantowych układów odniesienia.
Wyobraźmy sobie, że dwie osoby jednocześnie decydują, w którą stronę skręcić na skrzyżowaniu, jednak ich decyzje okazują się spójne tylko wtedy, gdy jedna z nich postrzega wybór drugiej jako wciąż nieokreśloną możliwość. Właśnie tak działa mechanizm w tym modelu: pomiar jednego obserwatora pozostaje nieokreślony dla drugiego do momentu, gdy nastąpi oddziaływanie niszczące koherencję.
Wynik ten zmienia rozumienie tego, co należy uznać za „wolny wybór” w protokołach kryptografii kwantowej oraz w testach Bella. Jeśli wybory nie są absolutne, urządzenia polegające na niezależności ustawień mogą dawać fałszywe gwarancje bezpieczeństwa. Zespół zaznacza, że wnioski mają na razie charakter teoretyczny i wymagają weryfikacji eksperymentalnej na układach fotonowych lub jonowych.
Praca opiera się na formalizmie rozwijanym w ostatnich latach w celu opisu wielu obserwatorów wewnątrz jednego układu kwantowego. Autorzy wykazują, że w określonych warunkach dwóch obserwatorów może dojść do sprzecznych wniosków na temat wyniku pomiaru, mimo że każdy z nich postępował zgodnie ze wszystkimi zasadami teorii kwantowej.
W ten sposób nawet najbardziej podstawowe założenia dotyczące niezależności pomiarów okazują się zależne od kontekstu, gdy sami obserwatorzy stają się częścią opisu kwantowego.
