Mit dem Quantencomputer die Relativitätstheorie von Einstein und Quantenmechanik versöhnen?

Ein Jahrhundert ist seit der Geburt der Quantenmechanik vergangen, doch die Rätsel, die von ihren Gründern aufgeworfen wurden, fordern weiterhin die Geister heraus. Während Technologien, die aus dieser Disziplin hervorgegangen sind, wie etwa Laser, unseren Alltag prägen, bleibt eine Frage bestehen: Wie kann die Relativitätstheorie von Einstein die Geheimnisse der Quantenverschränkung erhellen?


Im Zentrum dieser Überlegungen steht die Theorie der Quanteninformation, ein aufstrebendes Gebiet, das unser Verständnis der Quantenmechanik in Bezug auf Information anstatt auf Kräfte neu definiert. Forscher nutzen diesen Ansatz, um Phänomene wie die Quantenverschränkung zu erklären, ohne auf Konzepte zurückzugreifen, die Einsteins spezielle Relativitätstheorie herausfordern würden.

Der Begriff des Qubits, der Eckpfeiler der Quanteninformatik, steht im Mittelpunkt dieser Revolution. Im Gegensatz zu klassischen Bits können Qubits in einem Zustand der Überlagerung existieren, was viel schnellere und komplexere Berechnungen ermöglicht. Dieser Vorteil leitet sich direkt aus der Quantenverschränkung ab, einem Phänomen, bei dem verknüpfte Teilchen korreliert reagieren, unabhängig von der Entfernung, die sie trennt.

Was diese Korrelation besonders beunruhigend macht, ist, dass sie schneller als das Licht zu geschehen scheint und damit die spezielle Relativitätstheorie herausfordert. Jedoch schlagen Theoretiker der Quanteninformation, unter Anwendung des Relativitätsprinzips, vor, dass die Verschränkung erklärt werden könnte, ohne diese fundamentale Theorie zu verletzen.

Indem sie den Spin von Elektronen analysieren, zeigen sie, wie ein Teilchen im Zustand der Überlagerung das Relativitätsprinzip respektiert und dennoch in der Lage ist, unerwartete, aber mit dem Fehlen "versteckter Kräfte" kohärente Messergebnisse zu liefern. Dieser Ansatz vermeidet somit die "spukhafte Fernwirkung", die Einstein als problematisch ansah.

Die Konvergenz von Quantenmechanik und Relativität, falls sie sich bestätigen sollte, könnte nicht nur eine alte Debatte lösen, sondern auch neue Perspektiven für die Quantentechnologie von morgen eröffnen.