По словам исследователей, квантовое замедление времени является следствием как квантовой механики, так и теории относительности Эйнштейна. Физики рассмотрели квантовые часы, в основе которых лежат внутренние степени свободы частиц, которые перемещаются со скоростью, близкой к скорости света. Согласно Эйнштейну, собственное время часов зависит от того, насколько быстро они перемещаются: чем больше скорость, тем сильнее часы замедляются. Однако оказалось, что квантовая природа частиц вносит поправки в этот эффект.
Для разработки теории квантового замедления времени физики объединили принципы квантовой информатики с квантовой теорией гравитации. Принцип суперпозиции заключается в том, что квантовая система может находиться в состоянии, которое является «сочетанием» двух взаимоисключающих с классической точки зрения состояний. Таким образом, атомные часы могут находиться в суперпозиции двух разных собственных времен. При этом величина квантового замедления времени зависит от характера суперпозиции.