Quantum Computing and Consciousness

Towards a New Theory of Information and Being. English Español

By Prof. Eng. Carlos Serna II, PE MSc. LSSBB & ChatGPT (OpenAI). Santorini Greece.

1. Introduction: Beyond Silicon, Towards the Entanglement of Being. Quantum computing is not merely a technological evolution. Its architecture, grounded in the principles of superposition, entanglement, and nonlocality, raises radical questions about the nature of information, time, and the observer. At a deeper level, it invites us to rethink the role of consciousness in the constitution of reality. Can a theory of computation transcend the technical realm and become an operational ontology of being?

The intersection of quantum computing, philosophy of mind, and information theory represents a convergence point where traditionally disjointed disciplines find common ground. This chapter explores how the development of quantum technologies and contemporary debates on consciousness suggest the need for a profound reformulation of our notions of observer, reality, and being. In particular, it argues that a quantum theory of information cannot exclude consciousness without incurring epistemological and ontological inconsistencies.

2. From Bits to Qubits: A Revolution in the Representation of Reality

2.1 Classical Bits: Information as Binary Certainty. Since Claude Shannon, information has been conceptualized as the reduction of uncertainty, measured in bits. However, this framework presupposes a defined, local, classical world where each bit represents an unequivocal state: 0 or 1. A qubit, by contrast, is a basic unit of quantum information that can exist in a superposition of the |0⟩ and |1⟩ states. This property allows a quantum system to simultaneously explore multiple possibilities within Hilbert space. Quantum entanglement, moreover, introduces nonlocal correlations between qubits that cannot be explained by classical hidden variable theories, as demonstrated by Bell (1964) and Aspect et al. (1981).

2.2 Qubits: Information as Structured Ambiguity

Quantum computing faces practical limitations due to decoherence and operational errors. Quantum error correction algorithms require the implementation of redundant qubits and robust logical circuits. Proposals such as the surface code offer fault tolerance through specific topologies, although their large-scale implementation remains an unsolved challenge. A qubit can remain in superposition until measured—only then does its value become definite. Here, information is no longer a static entity that is transmitted, but a networked potentiality—a coherence that collapses in the presence of the observer.

“Quantum information does not describe reality: it creates it.”

— Anton Zeilinger, Nobel Prize in Physics, 2022[^1]

3. The Measurement Problem and the Observer Paradox

3.1 Von Neumann’s Cut: The Observer as Ontological Boundary. John von Neumann proposed that if all physical systems—including measuring apparatuses—obey quantum laws, then the wave function collapse cannot be explained within the physical system itself. The endpoint of this chain is the consciousness of the observer, which introduces a “cut” between the physical and the mental[^2]. In his Mathematical Foundations of Quantum Mechanics (1932), von Neumann articulated a fundamental objection: if every physical system, including the measurement device, is subject to quantum laws, then wave function collapse must occur outside the physical description. This leads to an infinite regression that can only be halted by positing a boundary where a conscious observer intervenes.

“At some point, the physical process must end, and the conscious observer must be introduced as something outside the chain.”

— J. von Neumann, 1932

This formulation raises a paradox: how can a universal theory exclude the very condition of its possibility—consciousness—without rendering itself incomplete?

3.2 Wigner’s Friend: How Many Worlds Fit in a Mind?

Eugene Wigner proposed that an observer inside a laboratory might perceive a wave function collapse, while another observer outside the lab could describe the entire system as still in superposition. This leads to a paradox: is consciousness necessary to define reality?

4. Convergent Models: Towards a Unified Theory of Quantum Being

4.1 Karl Pribram: The Brain as a Quantum Holographic System. Pribram suggested that neuronal patterns are organized via interference modes reminiscent of holographic encoding, aligning with quantum physics. Memory, perception, and consciousness would then be distributed and non-local processes[^3]. In this framework, the brain processes information via interference patterns, much like a hologram. This proposal resonates with a quantum ontology where information fields are not stored locally, but distributed across systems, drawing analogies between mental mechanisms and nonlocal physical principles.

4.2 David Bohm: The Implicate Order and Unfragmented Wholeness. David Bohm proposed an alternative framework in which particles are guided by a “pilot wave” inscribed in a nonlocal quantum field. This implicate order suggests that both mind and matter emerge from a deeper wholeness, enabling us to conceive of consciousness as an active, non-epiphenomenal structure. In this view, space, time, and objects emerge from a deeper implicate order, and thought becomes a kind of dynamic hologram[^4].

“At the deepest level of reality, the separation between mind and matter disappears.”

— David Bohm, Wholeness and the Implicate Order

4.3 Donald Hoffman: Consciousness as Ontological Ground

Drawing from evolutionary psychology and perception theory, Hoffman argues that physical reality is an adaptive interface, not a faithful representation of an objective world. According to his “conscious agents theory,” information is not inherent in the world but is updated between conscious systems, generating a relational ontology that replaces physical realism with “experiential realism.” In this model, conscious agents are the universe’s fundamental constituents, and quantum collapse becomes an internal state update among conscious observers[^5].

4.4 Carlo Rovelli: Relationality and the Absence of Absolutes

Rovelli’s Relational Quantum Mechanics holds that no absolute properties exist—only relations. Thus, quantum states only make sense relative to other systems. This decentralizes the human observer while reinforcing the idea that reality is a web of active informational relations[^6]. Rovelli’s framework implies a radical ontological revision: the world is not composed of entities with absolute properties, but of networks of correlations. Within this framework, consciousness can be understood as a second-order relational structure—a meta-observation of the observing system.

4.5 Copenhagen Interpretation and the Epistemic Observer

The traditional interpretation, supported by Bohr and Heisenberg, views wave function collapse as an epistemic process linked to the act of observation, without requiring an ontological description of the mechanism. However, this interpretation leaves unresolved the question of what constitutes an observation—and who performs it.

5. Quantum Computing and Models of the Mind

5.1 Can a Quantum Mind Emerge from a Quantum Computer? In a hypothetical, complex, self-referential quantum system capable of maintaining coherence and large-scale entanglement, a central question arises: can an artificial quantum consciousness emerge? Some models, like those of Penrose and Hameroff, suggest that quantum structures in neuronal microtubules already serve this function in the human brain[^7]. These models propose that aspects of cognition—such as decision-making, contextual memory, or ambiguous perception—may be better formalized through quantum logic than classical logic. The hypothesis that the brain functions as a quantum processor has been explored (e.g., the Orch-OR model), though empirical support remains inconclusive.

5.2 Qubits, Collapse, and Meaning: The Logos of Information

If each quantum measurement is an ontological decision, then each collapse can be interpreted as an update of meaning. A theory of informational being must integrate not only states but acts of update—that is, meaning-making as a physical-phenomenological phenomenon.

6. Towards a Quantum Ontology of Consciousness. Quantum computing reveals a universe in which being is not given a priori but emerges through the act of observation-interaction. This view resonates with ancient philosophical traditions (Vedanta, Madhyamaka Buddhism, Neoplatonism) and with contemporary models of the mind.

A quantum theory of consciousness will require not only new technologies, but new categories:

• Information as act

• Consciousness as pure relationality

• Reality as coherence between collapses

“We are not external observers of the universe: we are the universe observing itself.”

— Niels Bohr, reinterpreted by Wheeler

The study of quantum information cannot be dissociated from consciousness without falling into an incomplete epistemology. Recent developments in physics, theoretical neuroscience, and philosophy of mind point toward an informational-relational ontology, where conscious subjects are not added to a pre-defined physical world, but are co-generators of phenomenal reality.

In this sense, a “new theory of being” should:

• Consider information as a primary ontological entity.

• Recognize consciousness as a necessary condition for informational updating.

• Incorporate quantum feedback structures between observer and observed.

• Replace substantial realism with participatory or phenomenological realism.

7. Conclusion. Quantum computing, far from being merely an emerging technology, poses fundamental philosophical and epistemological challenges. It forces us to reconsider the role of the observer, the nature of reality, and the ontological status of consciousness. As we move towards systems capable of manipulating coherence and information at the quantum level, we approach a conceptual frontier where physics, mind, and information reveal themselves as interdependent aspects of the same phenomenon.

The bit, the qubit, and being. Just as the classical bit ushered in the digital era, the qubit grants us access to a relational, indeterminate, open ontology. Quantum computing is not merely a tool—it is an operational metaphor for thinking about consciousness, information, and being. The challenge is not just to build more powerful machines, but to understand what it means to know and be in a universe where nothing is defined until it is observed.

References

[^1]: Zeilinger, A. (2022). Nobel Prize in Physics Lecture.

[^2]: von Neumann, J. (1932). Mathematical Foundations of Quantum Mechanics.

[^3]: Pribram, K. (1991). Brain and Perception: Holonomy and Structure in Figural Processing.

[^4]: Bohm, D. (1980). Wholeness and the Implicate Order.

[^5]: Hoffman, D. (2019). The Case Against Reality: Why Evolution Hid the Truth from Our Eyes.

[^6]: Rovelli, C. (1996). Relational Quantum Mechanics.

[^7]: Hameroff, S., & Penrose, R. (1996). Orchestrated Reduction of Quantum Coherence in Brain Microtubules: A Model for Consciousness. Journal of Consciousness Studies, 3(1).

Español

Capítulo X: Computación Cuántica y Consciencia: Hacia una Nueva Teoría de la Información y el Ser

Por Prof. Eng. Carlos Serna II, PE MSc. LSSBB & ChatGPT (OpenAI)

1. Introducción: Más allá del silicio, hacia el entrelazamiento del ser. La computación cuántica no es una mera evolución tecnológica. Su arquitectura, fundada en los principios de la superposición, el entrelazamiento y la no localidad, plantea cuestiones radicales sobre la naturaleza de la información, del tiempo y del observador. En un nivel profundo, nos invita a repensar el papel de la consciencia en la constitución de la realidad. ¿Puede una teoría de la computación trascender la técnica para convertirse en una ontología operacional del ser?

La intersección entre la computación cuántica, la filosofía de la mente y la teoría de la información representa un punto de convergencia donde disciplinas tradicionalmente disjuntas encuentran un terreno común. Este capítulo explora cómo el desarrollo de tecnologías cuánticas y los debates contemporáneos en torno a la consciencia sugieren la necesidad de una reformulación profunda de nuestras nociones de observador, realidad y ser. En particular, se argumenta que una teoría cuántica de la información no puede excluir a la consciencia sin incurrir en inconsistencias epistemológicas y ontológicas.

2. De los bits a los qubits: una revolución en la representación de la realidad

2.1 Bits clásicos: la información como certeza binaria. Desde Claude Shannon, la información ha sido conceptualizada como reducción de la incertidumbre, medida en bits. Pero esta forma de información presupone un mundo definido, local, clásico, donde cada bit representa un estado inequívoco: 0 o 1. Un qubit es una unidad básica de información cuántica que, a diferencia del bit clásico, puede encontrarse en una superposición de los estados |0⟩ y |1⟩. Esta propiedad permite que un sistema cuántico explore simultáneamente múltiples posibilidades dentro de un espacio de Hilbert. El entrelazamiento cuántico, por su parte, introduce correlaciones no locales entre qubits que no pueden explicarse por teorías clásicas de variables ocultas, como lo demostraron Bell (1964) y Aspect et al. (1981).

2.2 Qubits: la información como ambigüedad estructurada. La computación cuántica enfrenta limitaciones prácticas debidas a la decoherencia y los errores de operación. Los algoritmos de corrección de errores cuánticos requieren la implementación de qubits redundantes y circuitos lógicos robustos. Las propuestas como el surface code ofrecen tolerancia a errores mediante topologías específicas, aunque su implementación a gran escala sigue siendo un desafío no resuelto. Un qubit puede estar en una superposición de estados, y su valor sólo se actualiza en el acto de la medición. Aquí, la información ya no es una cosa estática que se transmite, sino una potencialidad en red, una coherencia que colapsa en presencia del observador.

“La información cuántica no describe la realidad: la crea.”

— Anton Zeilinger, Premio Nobel de Física 2022[^1]

3. El problema de la medición y la paradoja del observador

3.1 El corte de Von Neumann: el observador como límite ontológico. John von Neumann propuso que, si todos los sistemas físicos —incluyendo el aparato de medición— obedecen las leyes cuánticas, el colapso de la función de onda no puede explicarse dentro del sistema físico. El punto final de esta cadena es la consciencia del observador, que introduce el “corte” (cut) entre lo físico y lo mental[^2]. En su Mathematical Foundations of Quantum Mechanics (1932), John von Neumann planteó una objeción fundamental: si todo sistema físico, incluido el aparato de medición, está sujeto a las leyes cuánticas, entonces el colapso de la función de onda no puede explicarse dentro del sistema. Esto genera una regresión infinita que solo puede detenerse introduciendo un “corte” entre el sistema físico y el observador consciente.

“En algún punto, el proceso físico debe terminar, y el observador consciente debe ser introducido como algo fuera de la cadena.”

— J. von Neumann, 1932

Esta formulación plantea una paradoja: ¿cómo puede una teoría universal excluir a su condición misma de posibilidad —la consciencia— sin volverse incompleta?

3.2 El experimento de Wigner: ¿cuántos mundos caben en una mente? Eugene Wigner propuso que un amigo en un laboratorio puede observar un colapso de la función de onda, pero desde fuera, otro observador puede describir todo el sistema como en superposición. Esto lleva a una paradoja: ¿es la consciencia necesaria para definir la realidad?

4. Modelos convergentes: hacia una teoría unificada del ser cuántico

4.1 Karl Pribram: el cerebro como sistema holográfico cuántico. Pribram postuló que los patrones neuronales se organizan en modos interferenciales que recuerdan la codificación holográfica, alineándose con la física cuántica. La memoria, la percepción y la consciencia serían procesos distribuidos y no localizados[^3]. En otras palabras, Pribram propuso que el cerebro procesa la información en patrones interferenciales, como un holograma. Esta propuesta se alinea con una ontología cuántica donde los campos de información no se almacenan localmente, sino distribuidamente, lo que sugiere una analogía entre los mecanismos mentales y los principios físicos no locales.

4.2 David Bohm: el orden implicado y la totalidad no fragmentada. David Bohm propuso un marco alternativo donde las partículas están guiadas por una “onda piloto” inscrita en un campo cuántico no local. Este orden implicado sugiere que tanto la mente como la materia emergen de una totalidad subyacente, lo cual permite pensar la consciencia como una estructura activa, no epifenoménica. Así, David Bohm propuso un orden “implicado” más profundo, del cual emergen el espacio, el tiempo y los objetos. La mente y la materia serían manifestaciones de una totalidad indivisible, y el pensamiento sería una especie de holograma dinámico[^4].

“En el nivel más profundo de la realidad, la separación entre mente y materia desaparece.”

— David Bohm, Wholeness and the Implicate Order

4.3 Donald Hoffman: la consciencia como base ontológica. Desde la psicología evolutiva y la teoría de la percepción, Hoffman sostiene que la realidad física es una interfaz adaptativa y no un reflejo fidedigno del mundo objetivo. Según su “teoría de los agentes conscientes”, la información no está enel mundo, sino que se actualiza entre sistemas conscientes, generando una ontología relacional que reemplaza el realismo físico por un “realismo experiencial”. Hoffman sugiere que no vemos la realidad como es, sino a través de una interfaz evolutiva. En su modelo, los agentes conscientes son los constituyentes últimos del universo, y el colapso cuántico es simplemente una actualización de estados internos entre agentes conscientes[^5].

4.4 Carlo Rovelli: relacionalidad y ausencia de absolutos. La Relational Quantum Mechanics de Rovelli plantea que no existen propiedades absolutas, solo relaciones. Así, los estados cuánticos solo tienen sentido en relación con otros sistemas. Esto descentraliza al observador humano, pero refuerza la idea de que la realidad es una trama de relaciones informacionales activas[^6]. Carlo Rovelli argumenta que las propiedades físicas no existen en sí mismas, sino sólo en relación a otros sistemas. Esta idea implica una revisión ontológica radical: el mundo no está compuesto de entidades con propiedades absolutas, sino de redes de correlaciones. Bajo este marco, la consciencia puede ser entendida como una estructura de relaciones de segundo orden: una meta-observación del sistema observador.

4.5 Interpretación de Copenhague y el observador epistémico. La interpretación tradicional, sostenida por Bohr y Heisenberg, considera el colapso de la función de onda como un proceso epistemológico ligado al acto de observación, sin requerir una descripción ontológica del mecanismo. Sin embargo, esta interpretación deja sin resolver la cuestión de qué constituye una observación y quién la realiza.

5. Computación cuántica y modelos de la mente

5.1 ¿Puede una mente cuántica emerger de un computador cuántico? En un hipotético sistema cuántico complejo y autorreferencial, capaz de mantener coherencia y entrelazamiento a gran escala, surge la pregunta: ¿puede emerger una consciencia cuántica artificial? Algunos modelos, como el de Penrose y Hameroff, sugieren que estructuras cuánticas en microtúbulos neuronales ya cumplen este rol en el cerebro humano[^7]. Algunos modelos proponen que ciertos aspectos de la cognición —como la toma de decisiones, la memoria contextual o la percepción ambigua— pueden formalizarse mejor mediante lógica cuántica que clásica. La hipótesis de que el cerebro pueda funcionar como un procesador cuántico ha sido explorada por autores como Penrose y Hameroff (modelo Orch-OR), aunque sin evidencia empírica concluyente.

5.2 Qubits, colapsos y sentido: el logos de la información. Si cada medición cuántica es una decisión ontológica, entonces cada colapso puede verse como una actualización del sentido. Una teoría de la información del ser debe integrar no solo los estados, sino las decisiones de actualización, es decir, el acto de dar sentido como fenómeno físico-fenomenológico.

6. Hacia una ontología cuántica de la consciencia. La computación cuántica revela un universo en donde el ser no está dado de antemano, sino que emerge en el acto de observación-interacción. Esta visión resuena con antiguas tradiciones filosóficas (vedanta, budismo madhyamaka, neoplatonismo) y con modelos contemporáneos de la mente.

Una teoría de la consciencia cuántica requerirá no sólo nuevas tecnologías, sino nuevas categorías:

• Información como acto

• Consciencia como relacionalidad pura

• Realidad como coherencia entre colapsos

“No somos observadores externos del universo: somos el universo observándose a sí mismo.”

— Niels Bohr, reinterpretado por Wheeler

El estudio de la información cuántica no puede disociarse de la consciencia sin caer en una epistemología incompleta. Los desarrollos recientes en física, neurociencia teórica y filosofía de la mente apuntan hacia una ontología informacional-relacional, donde los sujetos conscientes no son añadidos a un mundo físico predefinido, sino co-generadores de la realidad fenoménica.

En este sentido, una “nueva teoría del ser” debería:

• Considerar a la información como entidad ontológica primaria.

• Reconocer a la consciencia como condición necesaria de actualización informacional.

• Incorporar estructuras de retroalimentación cuántica entre observador y observado.

• Reemplazar el realismo sustancial por un realismo participativo o fenomenológico.

7. Conclusión:

La computación cuántica, lejos de ser sólo una tecnología emergente, plantea desafíos filosóficos y epistemológicos fundamentales. Nos obliga a reconsiderar el papel del observador, la naturaleza de la realidad y el estatus ontológico de la consciencia. Al avanzar hacia sistemas capaces de manipular coherencia e información a nivel cuántico, nos aproximamos a una frontera conceptual en la cual física, mente e información se revelan como aspectos interdependientes de un mismo fenómeno. El bit, el qubit y el ser. Así como el bit clásico nos dio la era digital, el qubit nos da acceso a una ontología relacional, indeterminada, abierta. La computación cuántica no es sólo una herramienta, sino una metáfora operacional para pensar la consciencia, la información y el ser. El desafío no es solo construir ordenadores más potentes, sino entender qué significa conocer y ser en un universo donde nada está definido hasta que se observa.

Referencias Bibliográficas

1. Zeilinger, A. (2022). Quantum Entanglement and the Foundations of Quantum Mechanics. Nobel Lecture.

2. Von Neumann, J. (1932). Mathematical Foundations of Quantum Mechanics. Princeton University Press.

3. Pribram, K. H. (1991). Brain and Perception. Lawrence Erlbaum.

4. Bohm, D. (1980). Wholeness and the Implicate Order. Routledge.

5. Hoffman, D. D. (2019). The Case Against Reality. W. W. Norton.

6. Rovelli, C. (1996). Relational Quantum Mechanics. IJTP, 35(8), 1637–1678.

7. Penrose, R., & Hameroff, S. (1994). Orchestrated Reduction of Quantum Coherence in Brain Microtubules. JCS.