Quantencomputer sind von großem Interesse, da sie das Potential haben weit mehr zu leisten als klassische Computer. Die Realisierung eines solchen universellen Quantencomputers ist jedoch eine große Herausforderung, da die theoretisch nötigen Bedingungen, mit dem heutigen Stand der Technologie nicht geschaffen werden können. In diesem Zusammenhang bieten sogenannte "Zwischenmodelle" einen guten Kompromiss. Ein solches Konzept ist das sogenannte Boson Sampling, bei dem identische Photonen durch ein passives, lineares Netzwerk geschickt werden um eine Wahrscheinlichkeitsverteilung zu erhalten, die auf nicht-klassischer Interferenz beruht. Diese Verteilung ist proportional zu der Permanenten der komplexen Matrix, die das lineare Netzwerk beschreibt. Da kein effizienter klassischer Algorythmus zur Berechnung einer Matrix mit komplexen Einträgen existiert, bietet die quantenmechanische Version eines Computers die Möglichkeit dieses Problem zu lösen. Der Kern dieser Arbeit ist die Vorstellung eines Experiments, das Boson Sampling einen Schritt weiter führt und anstatt der Permanenten auch die Determinante und Immanenten der Matrix miteinbezieht. Diese Erweiterung ermöglicht eine weit bessere Beschreibung der resultierenden Wahrscheinlichkeitsverteilung und kann dementsprechend für alle Experimente angewendet werden, die auf linearen optischen Netzwerken und einzelnen Photonen beruhen.
DiDiese Arbeit stellt eine neue Theorie vor, die Quantenphysik, Relativitätstheorie und Kosmologie auf einem einzigen Grundprinzip aufbaut: Das Universum ist ein quanteninformationsverarbeitendes System, dessen Grundtakt die Planck-Frequenz ist. Diese Grundfrequenz ist nicht starr, sondern moduliert — ähnlich einer FM-Modulation in der Nachrichtentechnik. Diese Arbeit stellt eine neue Theorie vor, die Quantenphysik, Relativitätstheorie und Kosmologie auf einem einzigen Grundprinzip aufbaut: Das Universum ist ein quanteninformationsverarbeitendes System, dessen Grundtakt die Planck-Frequenz ist. Diese Grundfrequenz ist nicht starr, sondern moduliert — ähnlich einer FM-Modulation in der Nachrichtentechnik. Aus diesem Prinzip ergeben sich mehrere Schlussfolgerungen: Das scheinbare Interferenzmuster beim Doppelspaltexperiment ist keine echte Wellensuperposition, sondern ein Modulationsmuster des Grundtakts. Superposition und Quantenverschränkung im klassischen Sinne existieren nicht — die scheinbare Unbestimmtheit ist die Lücke zwischen zwei Planck-Takten. Die kosmologische Rotverschiebung erklärt sich durch denselben Modulationsfaktor, was die fließenden statt harten Spektralübergänge erklärt. Licht ist das primäre Informationsmedium des Universums. Die Theorie verbindet Einstein und Planck ohne Widerspruch und macht konkrete, überprüfbare Vorhersagen anhand bekannter Messdaten.
Gibt es Dinge, Eigenschaften oder Vorgänge der realen Außenwelt, deren Beschreibung in der modernen Physik nicht enthalten ist? Eine jahrzehntelange Debatte über dieses Problem ließ einige berühmte Physiker diese Frage bejahen und andere ebenso berühmte Physiker ein Bollwerk gegen sogenannte Theorien mit verborgenen Variablen errichten. Dieses Bollwerk hatte die Form eines sehr komplizierten mathematischen Theorems. Es zerfiel, nachdem man verstand, wo sein schwacher Punkt war. Heute können wir wiederum von der Hypothese ausgehen, daß die einleitende Frage bejaht werden darf.