Quantencomputer versprechen enorme Rechenleistung. Doch sobald sie nicht mehr allein arbeiten, sondern miteinander vernetzt sind – über große Distanzen, Glasfaser oder sogar per Satellit –, taucht ein Problem auf, das überraschend alt ist: Zeit ist relativ. Genau diese Erkenntnis von Albert Einstein wird für das Quanteninternet der Zukunft entscheidend.
Ein Forschungsteam um Javier Villalba-Díez an der Hochschule Heilbronn hat dafür eine neue mathematische Grundlage entwickelt. Sie beschreibt, wie Quanteninformation auch dann zuverlässig verarbeitet und übertragen werden kann, wenn in einem Netzwerk nicht überall dieselbe Zeit gilt – ein Szenario, das in realen technischen Systemen eher die Regel als die Ausnahme ist.
Wenn Quantencomputer nicht mehr im selben Takt arbeiten
In klassischen IT-Systemen wird häufig angenommen, dass alle beteiligten Rechner synchron laufen. In globalen Netzen ist das jedoch nicht der Fall. Signale benötigen unterschiedlich lange, Satelliten bewegen sich relativ zur Erde, Uhren gehen minimal auseinander. Beim Navigationssystem GPS müssen solche Effekte bereits heute berücksichtigt werden – andernfalls würde die Positionsbestimmung ungenau.
Für Quantencomputer ist diese Asynchronität besonders kritisch. Quanteninformation reagiert empfindlich auf Verzögerungen, Zeitverschiebungen und geometrische Effekte. Genau hier setzt das neue Modell aus Heilbronn an: Es zeigt, wie Quantenprozesse so beschrieben werden können, dass sie mit den Zeit- und Kausalitätsstrukturen der Relativitätstheorie vereinbar bleiben.
