En 1961, Le physicien théoricien Eugene Wigner, lauréat du prix Nobel, a proposé ce qui est maintenant connu sous le nom d'expérience de pensée « l'ami de Wigner » comme une extension de l'expérience notoire du chat de Schroedinger. Dans ce dernier, un chat est piégé dans une boîte avec du poison qui sera libéré si un atome radioactif se désintègre. Régis par les lois de la mécanique quantique, l'atome radioactif est dans une superposition entre en décomposition et non en décomposition, ce qui signifie aussi que le chat est dans une superposition entre la vie et la mort. Que ressent le chat lorsqu'il est dans la superposition ? Wigner a affiné la question en poussant la théorie quantique à ses limites conceptuelles. Il a étudié ce qui se passe lorsqu'un observateur possède également des propriétés quantiques.

Dans l'expérience de pensée, un observateur, généralement appelé l'ami de Wigner, effectue une mesure quantique et perçoit un résultat. Du point de vue d'un autre observateur, appelé Wigner, le processus de mesure de l'ami peut être décrit comme une superposition quantique. Le fait que la théorie quantique ne fixe aucune limite de validité pour son application conduit à une tension claire entre la perception de l'ami, qui voit un seul résultat spécifique, et la description de Wigner, qui observe l'ami dans une superposition de perceptions différentes. Cette expérience de pensée soulève donc la question :que signifie pour un observateur dans une superposition quantique observer le résultat d'une mesure ? Un observateur peut-il toujours se fier à ce qu'il voit et utiliser ces données pour faire des prédictions sur les mesures futures ?

Dans leur récent article publié dans Physique des communications , une équipe de chercheurs, dirigé par Caslav Brukner, de l'Université de Vienne, l'Institut d'optique quantique et d'information quantique (IQOQI-Vienne) de l'Académie autrichienne des sciences et l'Institut Périmètre de physique théorique étudient les limites que l'expérience de pensée de l'ami de Wigner impose à la capacité d'un observateur à prédire ses propres observations futures. À cette fin, les auteurs identifient un certain nombre d'hypothèses, tous traditionnellement considérés comme au cœur du formalisme quantique. Ceux-ci permettent à un observateur dans des situations expérimentales standard de prédire les probabilités de résultats futurs, sur la base de leurs expériences passées.

Les hypothèses contraignent les probabilités à obéir aux lois de la mécanique quantique. Cependant, les chercheurs prouvent que ces hypothèses pour l'ami de Wigner ne peuvent pas toutes être satisfaites dans l'expérience de pensée. Ce travail soulève des questions importantes sur la « réalité persistante » des perceptions de l'ami. En effet, les auteurs montrent que dans le scénario d'un ami de Wigner, il est impossible de considérer que les perceptions de l'ami coexistent à des moments différents. Cela rend douteux qu'un observateur quantique en général puisse considérer ses propres expériences passées ou futures comme aussi réelles que les présentes. Philippe Allard Guérin, l'auteur principal de l'étude, dit "Notre travail montre qu'au moins une des trois hypothèses clés de la mécanique quantique doit être violée, laquelle dépend de votre interprétation préférée de la mécanique quantique."