Fig. 1 Experiência amiga de Wigner. (A) Um sistema quântico em uma superposição igual de dois estados possíveis é medido pelo amigo de Wigner (dentro da caixa). De acordo com a teoria quântica, em cada corrida, ela obterá aleatoriamente um dos dois resultados de medição possíveis. Isso pode ser verificado olhando diretamente para seu laboratório e lendo o resultado que ela registrou. (B) De fora do laboratório fechado, Contudo, Wigner deve descrever seu amigo e seu sistema quântico como um estado conjunto emaranhado. Wigner também pode verificar essa atribuição de estado por meio de um experimento de interferência, concluindo que seu amigo não pode ter visto um resultado definitivo em primeiro lugar. (C) Consideramos uma versão estendida desse experimento, onde um estado emaranhado é enviado para dois laboratórios diferentes, cada um envolvendo um experimentador e seu amigo. DOI:10.1126 / sciadv.aaw9832
A ciência é baseada em fatos que são estabelecidos por observações independentes acordadas por todos.
Mas os cientistas do Laboratório de Quantum da Universidade Heriot-Watt agora mostraram que, no mundo quântico, os fatos podem depender de quem os observa.
Imagine jogar uma moeda. Uma moeda quântica pode existir em uma superposição de 'cara' e 'coroa', até que um resultado definido 'cara' ou 'coroa' seja observado, o que é considerado um fato.
Na década de 1960, o renomado cientista, Eugene Wigner, propôs um experimento de pensamento intrigante. Um observador, Amigo de Wigner, joga uma moeda quântica dentro de um laboratório fechado, observando como fato um dos dois resultados. De fora, não podemos dizer o que aconteceu, e as regras da mecânica quântica nos permitem descrever o amigo e a moeda como um único sistema.
Massimiliano Proietti, autor principal do estudo e aluno de doutorado em Heriot-Watt, disse, "De fora do laboratório, O amigo de Wigner e a moeda tornam-se "enredados", o que significa que eles estão em uma superposição onde ambos os resultados, 'cara' e 'coroa' ainda estão presentes - um fato que pode ser estabelecido pelo observador externo. Isso traz uma situação paradoxal onde o fato estabelecido dentro do laboratório aparentemente contradiz o fato observado do lado de fora. "
Para testar esta previsão, A equipe de Heriot-Watt conduziu um teste quântico que envolve quatro observadores implementados em um pequeno computador quântico fotônico. Em um experimento envolvendo seis partículas de luz emaranhadas, Proietti e colegas mostraram que, sob algumas suposições, os observadores internos e externos realmente não podem concordar sobre o que aconteceu no experimento.
O líder do laboratório, Professor Alessandro Fedrizzi, acrescenta:"O insight que obtivemos é que os observadores quânticos podem de fato ter direito aos seus próprios fatos. Se insistirmos que este não deveria ser o caso para observadores humanos 'clássicos', o desafio agora é determinar onde os dois domínios se separam. Pode, por exemplo, sugerir que a mecânica quântica não é aplicável a grandes, objetos do cotidiano - algo que é permitido pelos livros de física quântica. "
Suas descobertas foram publicadas hoje na revista científica, Avanços da Ciência .
