Nel 1961, il fisico teorico vincitore del premio Nobel Eugene Wigner propose quello che oggi è conosciuto come l'esperimento mentale "l'amico di Wigner" come un'estensione del famigerato esperimento del gatto di Schroedinger. In quest'ultimo, un gatto è intrappolato in una scatola con del veleno che verrà rilasciato se un atomo radioattivo decade. Governato da leggi della meccanica quantistica, l'atomo radioattivo è in sovrapposizione tra decadimento e non decadimento, il che significa anche che il gatto è in sovrapposizione tra la vita e la morte. Cosa prova il gatto quando è in sovrapposizione? Wigner ha acuito la questione spingendo la teoria quantistica ai suoi limiti concettuali. Ha studiato cosa succede quando un osservatore ha anche proprietà quantistiche.

Nell'esperimento mentale un osservatore, di solito chiamato amico di Wigner, esegue una misurazione quantistica e percepisce un risultato. Dal punto di vista di un altro osservatore, chiamato Wigner, il processo di misurazione dell'amico può essere descritto come una sovrapposizione quantistica. Il fatto che la teoria quantistica non ponga limiti di validità alla sua applicazione porta a una chiara tensione tra la percezione dell'amico, chi vede un singolo risultato specifico, e la descrizione di Wigner, che osserva l'amico in una sovrapposizione di percezioni diverse. Questo esperimento mentale solleva quindi la domanda:cosa significa per un osservatore in una sovrapposizione quantistica osservare il risultato di una misurazione? Un osservatore può sempre fidarsi di ciò che vede e utilizzare questi dati per fare previsioni su misurazioni future?

Nel loro recente articolo pubblicato su Fisica delle comunicazioni , un team di ricercatori, guidato da Caslav Brukner, dell'Università di Vienna, l'Institute of Quantum Optics and Quantum Information (IQOQI-Vienna) dell'Accademia austriaca delle scienze e il Perimeter Institute for Theoretical Physics indagano i limiti che l'esperimento mentale dell'amico di Wigner impone alla capacità di un osservatore di prevedere le proprie osservazioni future. A tal fine, gli autori identificano una serie di ipotesi, tutti tradizionalmente considerati al centro del formalismo quantistico. Questi consentono a un osservatore in situazioni sperimentali standard di prevedere le probabilità di risultati futuri, sulla base delle loro esperienze passate.

Le ipotesi vincolano le probabilità di obbedire alle leggi della meccanica quantistica. Però, i ricercatori dimostrano che queste ipotesi per l'amico di Wigner non possono essere tutte soddisfatte nell'esperimento mentale. Questo lavoro solleva importanti questioni sulla "realtà persistente" delle percezioni dell'amico. Infatti, gli autori mostrano che nello scenario di un amico di Wigner, è impossibile considerare le percezioni dell'amico coesistenti in momenti diversi nel tempo. Ciò rende discutibile se un osservatore quantistico in generale possa considerare le proprie esperienze passate o future reali quanto quelle presenti. Philippe Allard Guérin, l'autore principale dello studio, afferma "Il nostro lavoro mostra che almeno uno dei tre presupposti chiave della meccanica quantistica deve essere violato; quale dipende dalla tua interpretazione preferita della meccanica quantistica".