De Key-Region Leiden blijft rustig doorgaan met haar commerciele wetenschaps-verzinsels nu m.b.t de Quantum Chips.

Een nieuwe microscoop meet klassieke dingen zoals warmte en magnetisme op een quantumchip, en kan zo defecten opsporen die de prestaties verminderen.

De bewering dat we hiermee ‘de quantumtoestand’ testen, is misleidend: de metingen zeggen niets over wat een qubit fundamenteel is.

De techniek werkt dus prima, maar de grote filosofische vraag over de aard van de werkelijkheid blijft onbeslist — en dat moet eerlijk worden toegegeven.

Jump to the english translation.

J.Konstapel, Leiden, 26-6-2026.

Aanleiding

Ik las een interview met ohannes Jobst Founder & CEO of QuantaMap.wat deel uit maakt van de Key-region-start-up fata morgana.

De commercialisering van quantumtechnologie wordt vaak gepresenteerd als een van de grootste technologische ontwikkelingen van deze eeuw.

Een cruciale schakel in deze ontwikkeling is de mogelijkheid om de bronnen van falen in quantumchips te lokaliseren en te verhelpen.

Een recente doorbraak op dit gebied is de ‘Tapping-Mode SQUID-on-Tip’-microscoop, ontwikkeld door de Universiteit Leiden en het spin-off bedrijf QuantaMap.

Dit instrument, in de wandelgangen ‘Tortilla’ gedoopt, is in staat om gelijktijdig vier fysieke grootheden – temperatuur, magnetisch strooiveld, structurele topografie en elektrische stroom – op nanoschaal in kaart te brengen .

Het wordt gepresenteerd als een oplossing voor het kritieke probleem van de lage opbrengst in quantumchip-fabricage, door de ‘worteloorzaak’ van qubit-decoherentie te achterhalen.

De paper “Chasing a Mirage” stelt een fundamentele vraag die verder gaat dan de technische werking van dit instrument: wat wordt er nu werkelijk getest wanneer we zeggen dat we een ‘quantumchip’ diagnosticeren?

De auteur betoogt dat de huidige terminologie een specifiek en allesbehalve beslist ontologisch standpunt over de aard van de kwantumwerkelijkheid vooronderstelt.

Het instrument meet namelijk geen kwantumtoestanden of verstrengeling, maar klassieke veldgroottes.

De interpretatie van deze metingen als diagnostiek van een ‘qubit-falen’ is dus afhankelijk van de onderliggende fysica.

De Algebraïsche Basis: Waarom het Getal Vier Centraal Staat

?het fundament van de natuur, zoals beschreven door de relativistische kwantummechanica, lijkt verbonden met een puur algebraïsche eigenschap die bekend staat als de Stelling van Hurwitz .

Deze stelling bewijst dat er over de reële getallen precies vier genormeerde delingsalgebra’s bestaan: de reële getallen (dimensie 1), de complexe getallen (dimensie 2), de quaternionen (dimensie 4) en de octonionen (dimensie 8).

Aan de hand van het Cayley-Dickson-constructieproces wordt duidelijk waarom de reeks bij vier stopt: bij elke verdubbeling van de dimensie gaat een algebraïsche eigenschap verloren, respectievelijk de ordening, de commutativiteit en de associativiteit.

De quaternionen, die precies de vierdimensionale ‘sweet spot’ vormen, bieden een minimale, associatieve structuur om een scalaire grootheid (energie) en drie vectoriële grootheden (impuls) te bevatten – precies de vier componenten van de relativistische energie-impuls viervector.

De octonionen hebben deze associativiteit niet, wat het gebruik van standaard operatorenrekening, de ruggengraat van de kwantummechanica, ernstig bemoeilijkt.

De quaternionen zijn dus geen willekeurige keuze, maar de wiskundig meest economische en geschikte structuur voor het beschrijven van relativistische fermionen .

Convergerende Theorieën: Twee Wegen naar Determinisme

Het paper bespreekt twee onafhankelijk ontwikkelde, deterministische interpretaties van de kwantummechanica die beide een alternatief bieden voor de gangbare ‘orthodoxe’ visie. Hun onafhankelijke convergentie is methodologisch significant.

Het Nilpotente Vacuüm van Peter Rowlands:
Rowlands’ theorie, geworteld in de algebra van de quaternionen, vertrekt van het principe van ‘zero totality’ : het universum als geheel is nul. Elk lokaal object, zoals een fermion (beschreven door de nilpotente operator (ikE + ip + jm)), vereist een exacte algebraïsche spiegel in het vacuüm. Het vacuüm is geen lege, passieve achtergrond, maar een gestructureerde, ‘actieve’ entiteit die in een specifieke spiegelrelatie staat tot elk deeltje. Door de Dirac-vergelijking te herschrijven in een nilpotente, quaternionische vorm, wordt deze dualiteit tussen deeltjes en vacuüm zichtbaar, iets wat in de conventionele matrixnotatie verloren gaat. Decoherentie is in dit beeld geen ‘verlies van informatie aan een omgeving’, maar een verstoring van dit algebraïsche evenwicht .

De Cellular Automaton Interpretation (CAI) van Gerard ‘t Hooft:
‘t Hooft, een Nobelprijswinnaar, benadert het probleem vanuit de zwaartekracht en het zwarte-gaten-informatieparadox. Hij stelt dat de werkelijkheid op het meest fundamentele niveau discreet en deterministisch is, bijvoorbeeld een cellulair automaton. De schijnbare willekeur en superpositie van de kwantummechanica zijn dan emergente, statistische verschijnselen die ontstaan door ‘coarse-graining’ van een onderliggende deterministische dynamica. Zelfs de Born-regel, de kern van de kwantumwaarschijnlijkheid, zou uit deze dynamica kunnen voortvloeien. ‘t Hooft is hierbij buitengewoon helder over de consequentie: een volledig deterministische theorie impliceert dat er geen vrije wil is in de klassieke zin; de keuze van de waarnemer is net zo’n gedetermineerd onderdeel van de werkelijkheid als de gemeten deeltjes .

Het cruciale punt is dat beide theorieën, ondanks hun volstrekt verschillende oorsprong, tot dezelfde structurele conclusie komen: de kwantummechanica is geen fundamentele theorie, maar een statistische beschrijving van een diepere, deterministische realiteit.

Het Bezwaar: Bell’s Ongelijkheid en de Prijs van Superdeterminisme

Het meest formidabele obstakel voor elke deterministische theorie is de experimentele schending van de Ongelijkheden van Bell. Deze stelling bewijst dat geen enkele lokale, realistische theorie de voorspellingen van de kwantummechanica kan reproduceren. De experimentele bevestiging hiervan, waarvoor in 2022 de Nobelprijs is toegekend, lijkt het determinisme fataal te treffen.

De enige formele ontsnappingsroute is superdeterminisme: de aanname dat de keuze van de meetinstellingen door de experimentator niet statistisch onafhankelijk is van de verborgen variabelen van het deeltje. Beide zijn vanaf het begin van het universum gecorreleerd. Hoewel dit een logisch mogelijke uitweg is, wordt het door de meeste fysici als onaanvaardbaar beschouwd vanwege de vergaande implicaties. John Clauser noemde het “insanely paranoid”, omdat het een kosmische samenzwering vereist die erop gericht is iedere test van de ongelijkheid te doen mislukken .

Het paper nuanceert dit door te wijzen op de levendige filosofische discussie over dit onderwerp. Zo is aangetoond dat determinisme op zichzelf niet tot superdeterminisme leidt; de vereiste correlatie is veel specifieker. Bovendien zijn er recente technische claims (daterend van 2024) die beweren dat superdeterminisme de ongelijkheid van Bell ook niet kan redden, een bewering die echter nog niet tot consensus heeft geleid .

De QuantaMap Microscoop: Wat Wordt Er Werkelijk Gemeten?

Terugkerend naar het instrument vormt de analyse van de QuantaMap-microscoop de kern van de argumentatie. De publicatie van het instrument toont aan dat het vier klassieke fysieke grootheden meet: stroom, magnetisme, warmte (dissipatie) en topografie . Het diagnostische vermogen is gebaseerd op het correleren van ruimtelijke variaties in deze klassieke velden met ruimtelijke variaties in een apart gemeten qubit-performantie (bv. coherencietijd) .

Het paper stelt dat, onder alle drie de besproken ontologieën – de orthodoxe, Rowlands’ nilpotente vacuüm en ‘t Hooft’s CAI – exact dezelfde correlatie wordt voorspeld:

• Orthodox: Magnetische onzuiverheden en structurele defecten werken als omgevingsvrijheidsgraden waarmee de qubit verstrengeld raakt, wat leidt tot verlies van coherentie.
• Nilpotent Vacuüm: Deze klassieke storingen verstoren de algebraïsche spiegelrelatie tussen de qubit en zijn vacuümtegenhanger.
• CAI: De klassieke storingen vormen een omgeving die de verborgen informatie herintroduceert die nodig was voor de effectieve, kwantumstatistische beschrijving van de qubit.

Het instrument is dus niet in staat om tussen deze theorieën te onderscheiden. De metingen leveren geen bewijs voor de een of de ander. De succesvolle correlatie is een robuuste technische prestatie, maar biedt geen enkele empirische ondersteuning voor de uitspraak dat er een fundamenteel ‘kwantumobject’ wordt gemeten. Het succes van het instrument is dan ook geen bewijs voor de orthodoxe interpretatie .

De Taalkundige Fata Morgana en Commerciële Prikkels

De kern van de kritiek is wat het paper de ‘taalkundige fata morgana’ noemt: de impliciete en bijna universele aanname dat het technisch succes van het instrument een ontologische claim rechtvaardigt. De uitspraak “we hebben de oorzaak van een qubit-storing gevonden” is technisch accuraat en ondersteund. De uitspraak “we helpen de quantumrevolutie mogelijk te maken door inzicht te geven in de quantumtoestand” is een ontologisch geladen framing die niet door de metingen wordt gerechtvaardigd .

Hier speelt een belangrijke, maar vaak onbesproken prikkel een rol. In de wetenschappelijke publicatie wordt vermeld dat meerdere auteurs, waaronder de CEO en de oprichter, aandelen hebben in QuantaMap. Een beschrijving van de microscoop als een “gevoelige klassieke veldmicroscoop” is commercieel minder krachtig dan die van een “instrument dat de quantumrevolutie mogelijk maakt”. De keuze voor een sterkere framing, ook al is deze ontologisch niet houdbaar, is dus niet alleen een academische vergissing, maar wordt ook gestimuleerd door een commercieel belang .

Conclusie: Precisie in Taal, Niet Scepticisme over Techniek

De analyse leidt tot de conclusie dat de ingenieurskunst achter de QuantaMap-microscoop onmiskenbaar is. Het instrument is een krachtige diagnostische tool voor de quantumindustrie. Het probleem is uitsluitend de taal die wordt gebruikt om de prestaties te beschrijven. Deze taal vooronderstelt een antwoord op een fundamentele vraag over de aard van de werkelijkheid – de vraag of de kwantummechanica een fundamentele of een emergente theorie is – terwijl die vraag in de hedendaagse natuurkunde en filosofie nog steeds open is.

De aanbeveling is dan ook een oproep tot precisie. De wetenschappelijke en industriële communicatie zou moeten beschrijven wat het instrument doet: het correleert klassieke materiaaldefecten met prestatievermindering van een qubit. De sprong naar de conclusie dat we daarmee de kwantumtoestand ‘direct diagnosticeren’ is een brug te ver. Het serieus nemen van deze fundamentele vragen is geen scepticisme jegens de technologie, maar een vereiste voor een eerlijke en wetenschappelijk verantwoorde vooruitgang in het quantumtijdperk.

---

Uitgebreide Geannoteerde Referentielijst

Deze lijst bevat de belangrijkste bronnen uit het paper, voorzien van een korte toelichting op hun rol in het betoog.

1. J. Konstapel, “Chasing a Mirage Quantum-Chip Diagnostics and the Unresolved Ontology of the Vacuum” (2026).
   • Centrale Thesis: Het paper is de primaire bron voor dit essay. Het betoogt dat de diagnostische successen van instrumenten als de QuantaMap-microscoop ten onrechte worden gepresenteerd als bewijs voor een specifieke (orthodoxe) interpretatie van de kwantummechanica. Het introduceert de algebraïsche basis ( \text{PoC}^4 ), analyseert twee deterministische alternatieven, en confronteert deze met het superdeterminisme-bezwaar.
2. A. Hurwitz, “Über die Composition der quadratischen Formen von beliebig vielen Variabeln” (1898).
   • Functie: Dit is het oorspronkelijke wiskundige bewijs dat er precies vier genormeerde delingsalgebra’s bestaan: de reële getallen, complexe getallen, quaternionen en octonionen. Het legt de wiskundige basis voor de ( \text{PoC}^4 )-structuur en de rol van quaternionen in het betoog.
3. G. ‘t Hooft, “The Cellular Automaton Interpretation of Quantum Mechanics” (2016).
   • Functie: Dit is het fundamentele werk van ‘t Hooft waarin hij zijn deterministische interpretatie van de kwantummechanica uiteenzet. De theorie stelt dat kwantumgedrag emergent is uit een onderliggend, discreet en deterministisch proces. Het wordt in het paper aangehaald als een van de twee belangrijke deterministische alternatieven.
4. P. Rowlands, “Zero to Infinity: The Foundations of Physics” (2007).
   • Functie: Dit boek is de systematische uiteenzetting van Rowlands’ nilpotente vacuümformalisme. Het vertrekt vanuit de ‘zero totality’-axioma en gebruikt quaternionische algebra om de Dirac-vergelijking te herschrijven, wat leidt tot een dualiteit tussen deeltjes en een gestructureerd vacuüm.
5. P. Marcer & P. Rowlands, “Nilpotent quantum mechanics: Analogs and applications” (2017).
   • Functie: Dit peer-reviewed artikel in Frontiers in Physics toont aan dat Rowlands’ werk binnen de reguliere wetenschappelijke gemeenschap wordt besproken. Het paper gebruikt deze bron om aan te tonen dat de theorie geen marginale positie inneemt.
6. M. Rog et al., “Tapping-Mode SQUID-on-Tip Microscopy with Proximity Josephson Junctions” (2026).
   • Functie: Dit is de primaire, peer-reviewed technische publicatie over de QuantaMap-microscoop. Het essay gebruikt deze bron om de metingen van het instrument te analyseren en aan te tonen dat deze uitsluitend klassieke veldgrootheden betreffen.
7. H. Wiseman, “The Last Loophole in Bell’s Theorem? A prima facie problem with superdeterminism” (2024).
   • Functie: Dit recente en kritische artikel over superdeterminisme wordt gebruikt om aan te tonen dat het bezwaar tegen deterministische theorieën niet is verstomd, maar dat er serieuze, technische discussie over bestaat.
8. A. Aspect, J. Clauser & A. Zeilinger, Nobel Prize in Physics (2022).
   • Functie: De Nobelprijs voor de loophole-vrije test van de ongelijkheden van Bell wordt in het paper aangehaald als de empirische bekrachtiging van het probleem dat deterministische theorieën moeten overwinnen, namelijk de schijnbare schending van het lokale realisme.
9. Leiden University News, “A new microscope for the quantum age” (2026).
   • Functie: Deze nieuwsbron, samen met andere berichtgeving van Quantum Computing Report en TU Delft , toont hoe het instrument in de praktijk wordt geframed. De auteur gebruikt deze bronnen om de kloof te illustreren tussen de technische werking en de ontologisch geladen taal die in de communicatie wordt gebruikt.
10. NWO, “SQUID-on-tip probes for metrology in the quantum industry” (Projectpagina).
    • Functie: Deze projectpagina van de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek bevestigt de diagnostische doelstelling van QuantaMap en de behoefte in de industrie, waarmee de context voor het betoog wordt geschetst.

The Ontological Status of the Quantum Vacuum and the Question of Determinism: A Critical Examination of Two Convergent Research Programs

Abstract

This essay examines the foundational question underlying contemporary quantum chip diagnostics: whether the measurement apparatus tests a fundamentally quantum object, or whether it identifies classical defects that interrupt an emergent statistical regularity we have chosen to call “quantum.” The analysis traces two independently derived deterministic research programs—Gerard ‘t Hooft’s Cellular Automaton Interpretation (CAI) and Peter Rowlands’s nilpotent vacuum formalism—and demonstrates their structural convergence on a shared claim: that the Hilbert-space formalism of quantum mechanics is a derived, statistical description of a deeper deterministic process. Both programs draw upon the algebraic structure guaranteed by Hurwitz’s theorem on the four normed division algebras, with Rowlands explicitly building his reformulation of the Dirac equation from the quaternionic “sweet spot” in the Cayley-Dickson sequence. The essay confronts both programs with the strongest available objection—Bell’s theorem and the superdeterminism literature in its most recent formulations—and argues that, while the superdeterminism cost is substantial, it is not infinite, and the question remains genuinely open. Returning to the specific case of nanoscale SQUID-on-Tip microscopy, the essay concludes that the engineering claim is sound while the ontological claim is not decidable on the basis of such instruments, and that language presupposing a settled answer to the foundational question should be revised accordingly.

---

1. Introduction: A Question About What Is Actually Being Tested

The commercialization of quantum chip diagnostics—exemplified by Leiden University spin-off QuantaMap’s multi-modal SQUID-on-Tip microscope—presents a case study in the gap between engineering achievement and ontological interpretation. The instrument measures four classical field quantities simultaneously at nanoscale resolution: temperature, magnetic stray fields, structural topology, and electrical current. Its stated purpose is diagnostic: correlating spatial variation in these quantities with spatial variation in separately measured qubit performance metrics .

The routine framing of such instruments as devices that “test quantum chips” and “diagnose qubit failure” encodes a specific philosophical commitment: that whatever a qubit fundamentally is, in the deepest ontological sense, is something the classical measurements can be read as diagnosing the malfunction of. This commitment is not obviously true. It is, in fact, one of the most actively contested questions in the foundations of physics, with two serious, technically worked-out research programs arguing that it is false in a specific and well-defined sense .

Gerard ‘t Hooft’s Cellular Automaton Interpretation (CAI), developed from engagement with the black-hole information paradox, proposes that quantum mechanics is a statistical description of underlying deterministic cellular automaton dynamics . Peter Rowlands’s nilpotent vacuum formalism, developed from algebraic considerations rooted in the normed division algebras, proposes that fermions are nilpotent structures whose behavior is algebraically coupled to a structured vacuum mirror . These programs arrive at structurally similar conclusions from entirely different starting points—a convergence that, while not proof, constitutes exactly the kind of evidence that should raise the credibility assigned to the underlying claim.

2. The Algebraic Frame: PoC⁴, Hurwitz, and the Cayley-Dickson Construction

Before engaging the physics, it is necessary to be precise about the algebraic foundation. Hurwitz’s theorem (1898) establishes that there exist exactly four normed division algebras over the real numbers: the reals (ℝ, dimension 1), the complex numbers (ℂ, dimension 2), the quaternions (ℍ, dimension 4), and the octonions (𝕆, dimension 8)—and no more. This is a closed, proven result in pure mathematics, not a physical hypothesis .

The Cayley-Dickson construction generates these four algebras by doubling dimension at each step: from reals to complex numbers (losing order), to quaternions (losing commutativity), to octonions (losing associativity), and then to sedenions (losing the division-algebra property itself). The quaternions occupy a unique position in this sequence: they provide exactly one scalar component (the real part) and three independent vector-like components (the i, j, k imaginary units)—an exact match to the four physical quantities (E, p_x, p_y, p_z) that relativistic physics requires. Moreover, quaternions retain associativity, unlike octonions, making them the minimal sufficient algebra for representing the relativistic fermion equation .

Rowlands’s nilpotent formalism explicitly builds on this quaternionic structure. The nilpotent Dirac equation is constructed from the algebra of complexified double quaternions, with the five generators of the full 64-part group corresponding to the broken symmetry between the observable real space and the vacuum space . The fact that the algebra available at exactly the quaternionic “slot” in the Cayley-Dickson hierarchy proves to be the algebra needed to represent the Dirac equation is, at minimum, a striking structural convergence.

3. The Nilpotent Vacuum: Rowlands’s Generative Chain

Rowlands’s program begins from a principle called zero totality: the universe, taken as a whole, sums to nothing. Every physical object that exists locally is balanced by a corresponding structure in the vacuum such that object and vacuum together cancel exactly .

The structure that makes this work is nilpotency: an algebraic object that squares to zero. Rowlands shows that the Dirac equation can be rewritten in nilpotent form using quaternionic algebra such that the equation becomes completely symmetric, with the two spaces—real and vacuum—explicitly displayed along with the broken symmetry of the charge or vacuum space. A fermion becomes a multiply-connected singularity at the boundary of two spaces, with the real and vacuum spaces being dual but respectively rotationally symmetric and asymmetric .

This construction has two direct consequences for the question at hand. First, the vacuum is not empty in the standard quantum-field-theoretic sense. The orthodox QFT vacuum is defined operationally as the lowest-energy eigenstate of the field Hamiltonian, |0⟩, with its activity a consequence of the uncertainty principle applied to field amplitudes . Rowlands’s nilpotent vacuum is a stronger claim: for every localized fermion state, there is a specific, algebraically determined mirror structure in the vacuum, not a generic fluctuating background indifferent to which particle is present .

Second, what conventional quantum mechanics treats as emergent or statistical is, in this frame, a direct algebraic necessity. To maintain zero totality, any change in either the fermion or its environment must be reflected in a corresponding change in the other—creating a principle of self-organization that recurs at multiple physical scales governed by what Rowlands and Marcer term the universal rewrite system (URS) .

Philosophically, this program proceeds from the claim that there is no fundamental structure of the universe and follows a logical progression culminating in gravity and supersymmetry. Quantum field theory itself becomes a natural consequence of the nilpotent formulation in terms of the vacuum, rather than an independently postulated theory. This is an unusually strong claim of theoretical economy: both quantum field theory and general relativity become downstream consequences of the same minimal algebraic starting point .

4. The Cellular Automaton Interpretation: ‘t Hooft’s Independent Convergence

Gerard ‘t Hooft’s program begins from an entirely different starting point: the black-hole information paradox. The technical crux is information loss: deterministic discrete systems can lose information (into a black hole or an environment) far more naturally than the unitary, information-preserving formalism of standard quantum mechanics can accommodate. ‘t Hooft treats this asymmetry as a clue .

The mechanism is a deterministic automaton operating at the smallest conceivable scale. States are given by sequences of integers, and the evolution law is a classical algorithm that tells unambiguously how these integers evolve in time. Apparent randomness and superposition arise only after coarse-graining: quantum indeterminacy emerges from deterministic micro-dynamics via coarse-graining and ignorance. Even the Born rule is recovered rather than postulated as a separate axiom .

‘t Hooft has shown specific technical results, including that a deterministic cellular automaton in one space- and one time-dimension can be mapped onto a bosonic quantum field theory on a 1+1 dimensional lattice . This is a concrete demonstration, not an assertion: a fully classical discrete system can reproduce a standard quantum field theory’s structure under an appropriate coarse-grained description.

Recent numerical work has extended this framework, producing explicit models that reproduce specific quantitative predictions. A one-dimensional stochastic cellular automaton with reflective boundaries and a parabolic potential, initialized in the quantum harmonic oscillator’s third eigenstate, reproduces the theoretically predicted oscillation frequency across energy levels up to n ≤ 16 .

‘t Hooft is notably candid about the cost: “If a theory is deterministic all the way, it implies that not only all observed phenomena, but also the observers themselves are controlled by deterministic laws. They certainly have no ‘free will’; their actions all have roots in the past, even the distant past” . This is not an embarrassing admission but a forthright statement of what the theory requires, made in the same paragraph in which he explains why he nonetheless considers the program worth pursuing: the strong suspicion that all hidden variable models compared with experiments are “terribly naive,” and that “real deterministic theories have not yet been excluded” .

5. The Strongest Objection: Bell’s Theorem and the Price of Determinism

No serious treatment of deterministic alternatives can proceed without confronting Bell’s theorem directly. Bell’s theorem demonstrates that any theory satisfying both locality and realism must obey a statistical inequality that experiments show nature violates. The violation has been confirmed in so-called “loophole-free” form, closing the detection-efficiency and locality/communication escape routes .

There remains one formal loophole: superdeterminism—the proposal that the choice of measurement settings is not statistically independent of the hidden variables of the particles being measured, because both trace back to correlated initial conditions. Bell himself noted that his framework depended on rejecting this possibility, and Alain Aspect expressed visible discomfort: “I don’t want to be a physicist in that world” .

The case against superdeterminism is severe. John Clauser dismissed it on methodological grounds: “Skepticism of this sort will essentially dismiss all results of scientific experimentation. Unless we proceed under the assumption that hidden conspiracies of this sort do not occur, we have abandoned in advance the whole enterprise of discovering the laws of nature by experimentation” . Scott Aaronson frames the position as requiring a rejection of foundational scientific assumptions. A 2024 paper by Wiseman concludes that superdeterminists must find a formulation of physics entirely free of non-commutativity at a fundamental level that can still reproduce all well-verified predictions of quantum mechanics—”a very tall order indeed” .

Yet the philosophical landscape is less settled than popular treatments suggest. Determinism as such does not automatically generate the superdeterminism loophole; it is specifically quantum entanglement, not determinism in general, that could in principle generate the relevant correlation . Proponents of superdeterminism maintain that the position has been systematically mischaracterized, and there is live technical dispute over whether even the formal loophole itself survives careful scrutiny .

A further historical caution is warranted. Among the principal founders of quantum theory, only Einstein consistently held to anything resembling classical determinism. Bohr was actively anti-realist; Heisenberg dismissed the possibility of an underlying causal reality as “fruitless and senseless”; Pauli dismissed the mechanistic worldview as a “historically understandable, excusable, maybe even temporarily useful, yet on the whole artificial hypothesis”; Schrödinger held metaphysical views more removed from classical materialism than Bohr’s; Planck regarded consciousness as fundamental. The deterministic programs surveyed are not the conservative common-sense option straining against an exotic orthodoxy; both the orthodox view’s founders and its deterministic challengers depart substantially from naive pre-quantum intuitions .

What Bell’s theorem does not do is settle the ontological question this paper asks. It constrains the space of theories compatible with experimental data; it does not tell us which member of that constrained space is true, nor validate any particular interpretation. Locality-violating quantum mechanics and locality-preserving superdeterminism remain, as a matter of strict logic, both compatible with every Bell-test result obtained to date. The cost of choosing superdeterminism is high. It is not zero, and it is not infinite. This is precisely why the question remains open .

6. Returning to the Chip: What Is and Is Not Being Tested

With the algebraic frame, the two deterministic programs, and the strongest objection to them on the table, it is possible to return to the QuantaMap case with precision.

The Tapping-Mode SQUID-on-Tip microscope measures four physical channels: local current, local magnetism, local dissipation or heat, and local topography. Each of these quantities is defined using classical field theory, classical thermodynamics, and the macroscopic theory of superconductivity . None requires a wavefunction, density matrix, or entanglement measure to specify its value. The instrument is a sophisticated classical-field magnetometer, thermometer, and topographer deployed to characterize the external environment of a separately defined qubit.

The diagnostic value depends on a distinct step: correlating spatial variation in these four classical quantities with spatial variation in qubit performance obtained through entirely separate measurement. This correlation is scientifically unobjectionable as engineering. If a region of degraded qubit performance is spatially coincident with a region of elevated magnetic stray field, a Pearl vortex, or a structural defect visible in topography, that is actionable information for a fabrication engineer .

The overreach is in the framing: describing the instrument as “testing the qubit,” “diagnosing why qubits fail,” or “seeing what is actually happening inside a quantum system.” Three competing formulations illustrate the issue:

1. A cautious claim: “find out which component failed”—a claim about locating a classical defect, fully supported by the instrument’s capabilities.
2. An overreaching claim: “help enable the quantum revolution”—implicitly suggesting that what is being enabled is progress toward harnessing a specific, settled kind of physical resource.
3. A more accurate formulation: “we see strong potential in quantum diagnostics” followed immediately by component-failure framing—making no claim about the deep nature of “qubit-ness” .

The central technical point is that all three competing ontologies make identical predictions for the instrument’s measurements. Under the orthodox account, decoherence is loss of phase information to environmental degrees of freedom. Under Rowlands’s nilpotent vacuum formalism, a “decohering qubit” is a localized nilpotent structure whose zero-totality balance has been perturbed—mediated by the classical channels the instrument measures. Under ‘t Hooft’s CAI, a “decohering qubit” is a deterministic automaton-state whose effective coarse-grained description breaks down once environmental coupling reintroduces discarded information—again mediated by the same classical channels .

All three predict that the instrument’s four measured classical channels will correlate with qubit performance degradation. The instrument’s engineering success provides essentially zero evidential weight toward resolving which ontological account is correct. A successful diagnostic correlation is simply not the kind of observation that could distinguish between them, because all three were constructed to make the identical observable prediction.

This equivalence is not unfalsifiable in the bad sense. Two observations could break the tie. First, the specific functional form of the correlation between defect magnitude and coherence-time degradation is not guaranteed to be identical: orthodox decoherence predicts exponential suppression, while a nilpotent-vacuum or CAI account might predict a different functional form, threshold effect, or discreteness-induced floor. Neither Rowlands nor ‘t Hooft has derived such a prediction for the superconducting-qubit case, which is a genuine limitation . Second, any future closing of the superdeterminism loophole would by itself settle the broader question, independent of qubit-specific measurement.

A structural incentive for overreaching framing deserves mention. The instrument’s primary publication discloses that several authors hold equity in QuantaMap BV. A diagnostic instrument described as “a sensitive classical-field microscope that correlates anomalies with qubit performance degradation” is commercially unremarkable. An instrument described as a tool that “helps enable the quantum revolution” occupies a different commercial position entirely. This does not make the stronger framing false in its engineering content, but it supplies an identifiable economic reason why the available rhetorical latitude would predictably be resolved toward the stronger framing .

7. Conclusion: The Ontological Question Remains Open

The industry is not chasing a mirage in the sense of pursuing technology that does not work. Coherence times are real and measurable; gate fidelities are real and measurable; the engineering problem of scaling qubit counts while maintaining quality is real and economically consequential; instruments that correlate classical defects with performance degradation are genuinely useful.

The mirage is narrower and more linguistic: the implicit assumption that successfully engineering around a problem licenses a particular metaphysical reading of what the problem fundamentally was. Reducing a defect rate by finding and fixing thermal hotspots, magnetic impurities, or Pearl vortices does not tell us whether the two-level system being protected is an irreducibly quantum object whose superposition is a primitive fact about nature, or a coarse-grained statistical description of an underlying deterministic process—the very question on which the orthodox view and its deterministic rivals dissent, and exactly the question that Bell’s theorem constrains without resolving .

Two independently developed deterministic programs, arrived at via entirely different mathematical routes and in response to entirely different physical puzzles, converge on a shared structural claim. The convergence is methodologically significant and should be taken seriously. Both programs pay a real and substantial price for this claim—the superdeterminism cost exacted by Bell’s theorem—and that price has not been fully discharged. The question therefore remains genuinely open: there exist serious, technically substantive arguments on both sides, with the most recent literature continuing to contest the issue without clear resolution .

The practical recommendation that follows is not skepticism toward the engineering achievement, but precision in language. A defect-localization instrument that correlates classical field anomalies with qubit performance degradation is doing real and valuable work. Describing that work as “seeing inside the quantum chip” rather than as “finding the classical defects that interrupt an emergent coherence regime” is a rhetorical move that, given the genuinely unresolved state of the foundational debate, is neither a necessary feature of reporting the underlying science nor an innocent or cost-free simplification .

---

Annotated Reference List

Primary Sources

Rowlands, P. (2007). Zero to Infinity: The Foundations of Physics. Series on Knots and Everything, vol. 41. Singapore: World Scientific.

The foundational text of Rowlands’s program, developing the nilpotent vacuum formalism from the principle of zero totality. Rowlands’s key contribution is the reformulation of the Dirac equation in nilpotent form using quaternionic algebra, revealing the explicit duality between fermion and vacuum space that the conventional gamma-matrix formulation obscures. This work spans the development of the nilpotent structure from the classical relativistic energy-momentum-mass equation through to implications for gravity and supersymmetry. For readers seeking to understand the detailed technical derivation of the nilpotent Dirac equation and its philosophical implications, this is the essential source.

Rowlands, P. (2008). What is vacuum? arXiv:0810.0224.

A concise exploration of the nilpotent vacuum concept, distinguishing it from the standard QFT vacuum. Rowlands argues that the nilpotent formalism makes visible the duality principle and zero-totality condition that the conventional formulation obscures. The paper is valuable for its explicit statement of the relationship between the nilpotent structure and the vacuum space, and for its engagement with the philosophical implications of redefining vacuum as a structured mirror of localized particle states.

Marcer, P., & Rowlands, P. (2017). Nilpotent quantum mechanics: Analogs and applications. Frontiers in Physics, 5, Article 28.

A peer-reviewed article extending Rowlands’s nilpotent formalism into the universal rewrite system (URS) and exploring analogs across physical scales. The paper explicitly extends the nilpotent logic beyond particle physics to self-organizing systems, suggesting that the same algebraic structure recurs at multiple scales. This is the most accessible entry point for readers interested in the broader implications of the nilpotent program, as it situates the technical formalism within a larger philosophical framework while maintaining standard peer-review standards.

‘t Hooft, G. (2014/2016). The Cellular Automaton Interpretation of Quantum Mechanics. Fundamental Theories of Physics, vol. 185. Cham: Springer International Publishing. arXiv:1405.1548.

The definitive statement of ‘t Hooft’s CAI program. Written with unusual candor about the costs of a fully deterministic theory—including the superdeterminism requirement and the removal of libertarian free will—the monograph develops the technical mechanism of deterministic automata mapped onto quantum field theories. Part I addresses conceptual issues, while Part II presents calculation techniques. The book includes explicit engagement with Bell’s theorem and arguments for why previous hidden-variable models were “terribly naive.” For readers seeking to understand ‘t Hooft’s technical apparatus and his defense against the standard objections to determinism, this is the essential source.

‘t Hooft, G. (2012). Discreteness and Determinism in Superstrings. arXiv:1207.3612.

A technical paper demonstrating that a deterministic cellular automaton in 1+1 dimensions can be mapped onto a bosonic quantum field theory on a lattice, and that a cellular automaton processing Boolean values can be mapped onto a fermionic quantum field theory. The paper applies this to superstring theory, showing that classical deterministic string states can be mapped onto elements of a quantized superstring basis. This is the primary technical demonstration that the CAI program is not merely a philosophical re-description but has concrete mathematical content.

Algebraic Foundations

Hurwitz, A. (1898). Über die Composition der quadratischen Formen von beliebig vielen Variabeln. Nachrichten von der Gesellschaft der Wissenschaften zu Göttingen, Mathematisch-Physikalische Klasse, 309-316.

The original proof of the theorem that there exist exactly four normed division algebras over the reals. This is a closed, proven result in pure mathematics, not a physical hypothesis. The theorem is foundational for the PoC⁴ framework: it is the source of the number four that Rowlands’s nilpotent formalism exploits in quaternionic structure. Hurwitz’s theorem has stood without revision since 1898, and confusion with Bott periodicity is a specific and identifiable error that this paper’s analysis corrects.

Baez, J. C. (2002). The Octonions. Bulletin of the American Mathematical Society, 39(2), 145-205.

A comprehensive survey of the octonions and their place in the Cayley-Dickson sequence, written for a mathematical audience but accessible to physicists. Baez’s exposition makes clear the unique position of the quaternions in the sequence and the algebraic cost of proceeding to octonions (loss of associativity). This source is valuable for readers seeking to understand the mathematical structure underlying the claim that quaternions are the minimal sufficient algebra for representing the relativistic fermion equation.

Bell’s Theorem and Superdeterminism

Wiseman, H. (2024). The Last Loophole in Bell’s Theorem? A prima facie problem with superdeterminism. arXiv:2410.05296.

A direct engagement with contemporary defenders of superdeterminism, concluding that superdeterminists must find a formulation of physics entirely free of non-commutativity at a fundamental level that can still reproduce all well-verified predictions of quantum mechanics. Wiseman judges this “a very tall order indeed.” This is the most recent serious engagement with the superdeterminism question and is valuable for its technical precision and its refusal to dismiss the position rhetorically.

Baas, A., & Le Bihan, B. (2023). What does the world look like according to superdeterminism? British Journal for the Philosophy of Science, 74(3), 555-572.

A philosophical analysis of superdeterminism that disentangles it from the free will question and examines what the position actually commits its holder to. The paper argues that determinism as such does not automatically generate the superdeterminism loophole—it is specifically quantum entanglement, not determinism in general, that could in principle generate the relevant correlation. This careful disentanglement is valuable for readers who have absorbed the widespread conflation of superdeterminism with free will denial.

Morales, M. S. (2024). The Method of Everything vs. Experimenter Bias of Loophole-Free Bell Experiments. Frontiers in Research Metrics and Analytics, 9, 1404371.

A recent analysis engaging the 2022 Nobel Prize and the status of superdeterminism, discussing the scale of the “conspiracy” required. The paper is valuable for its vivid articulation of the methodological objection to superdeterminism: that it requires not merely determinism but a universe tuned from initial conditions to defeat every Bell test, a requirement Clauser labeled “insanely paranoid” in contrast to the merely “paranoid” locality loophole.

Quantum Vacuum and Foundations

Mirzaee, A. R. (2026). A Four-Level Ontological Framework for Quantum Field Theory: From Quantum Vacuum to Phenomenal Reality. arXiv:2511.07476.

A contemporary proposal for understanding the structure of reality as implied by QFT, with four ontological levels from vacuum to phenomenal reality. This source provides useful context for understanding the range of ontological frameworks available beyond the standard Copenhagen interpretation, and demonstrates that the foundational question is being actively pursued in current literature.

Barad, K. (2025). Quantum field theory, the void, and the nature of matter. Physics Journal of Applied, 58(5).

A philosophical engagement with QFT that treats the quantum vacuum not as empty but as a “polyrhythmic structured nothingness” and virtual particles as “quantized indeterminacies-in-action.” While more radical than Rowlands’s or ‘t Hooft’s programs, Barad’s work illustrates the range of ontological interpretations available and demonstrates that the question of what the vacuum “is” is far from settled. The paper includes an extensive critique of the standard QFT vacuum concept as ontologically inadequate.

Paper