Kvant teleportatsiyasi — kvant holatini fazoda bir-biridan ajratilgan chigallashgan juftlik va klassik aloqa kanali yordamida masofaga uzatish, bunda kvant holati jo‘natish nuqtasida o‘lchash paytida buzilib, qabul qilish nuqtasida qayta tiklanadi.

Bu atama 1993-yilda «Physical Review Letters» jurnalida chop etilgan maqola tufayli ommalashgan. Maqolada aynan qaysi kvant hodisasini «teleportatsiya qilish» (ingl. teleporting) deb atash taklif etilgani va uning ilmiy fantastikadagi quyidagi tushunchadan farqi izohlanadi: «teleportatsiya».

Kvant teleportatsiyasi energiya yoki moddani masofaga uzatmaydi. Fantastikadagi teleportatsiya tushunchasi tajribaning o‘ziga xos talqinidan kelib chiqqan: «Sodir bo‘lgan jarayonlardan so‘ng A zarraning dastlabki holati buziladi. Demak, holat nusxalanmagan, balki bir joydan boshqa joyga ko‘chirilgan».

Kvant teleportatsiyasini amalga oshirishda axborotni kvant kanali orqali uzatish bilan birga, xabarni o‘qish uchun zarur qo‘shimcha ma’lumotni klassik kanal orqali ham uzatish lozim. Axborotning «kvant qismi»ni uzatishda kvant chigallashuviga ega zarralarga xos korrelyatsiyalardan, xususan, Eynshteyn — Podolskiy — Rozen korrelyatsiyalaridanfoydalaniladi, klassik axborot uchun esa istalgan odatiy aloqa kanali mos keladi.

Soddalik uchun ikkita mumkin bo‘lgan holatga ega kvant tizimini ko‘rib chiqamiz: ${\displaystyle {\psi }_1}$ va ${\displaystyle {\psi }_2}$ (masalan, elektron yoki foton spinining belgilangan o‘qqa proyeksiyasi). Bunday tizimlar ko‘pincha kubitlardeb ataladi. Biroq quyida bayon etilgan usul holatlari soni chekli bo‘lgan har qanday tizimning holatini uzatishga yaroqlidir.

Faraz qilaylik, jo‘natuvchida ixtiyoriy kvant holatidagi A zarra mavjud: ${\displaystyle {\psi }_A=\alpha {\psi }_1+\beta {\psi }_2}$va u ushbu kvant holatini qabul qiluvchiga uzatmoqchi, ya’ni qabul qiluvchining ixtiyorida xuddi shu holatdagi B zarra bo‘lishini istaydi. Boshqacha aytganda, ikkita kompleks son — ${\displaystyle \alpha }$ va ${\displaystyle \beta }$ o‘rtasidagi nisbatni (eng yuqori aniqlikda) uzatish kerak. E’tibor bering, bunda asosiy maqsad axborotni imkon qadar tez emas, balki imkon qadar aniq uzatish. Bu maqsadga erishish uchun quyidagi bosqichlar bajariladi.

1. Jo‘natuvchi va qabul qiluvchi oldindan chigallashgan C va B zarralar juftligini tayyorlaydi (masalan, ikkita kubitni Bell holatiga keltirib). Bunda C zarra jo‘natuvchiga, B zarra esa qabul qiluvchiga beriladi. Zarralar chigallashganligi sababli ularning har biri alohida to‘lqin funksiyasiga (holat vektoriga) ega emas; butun juftlik (aniqrog‘i, bizni qiziqtirayotgan erkinlik darajalari) yagona to‘rt o‘lchamli holat vektori bilan tavsiflanadi: ${\displaystyle {\psi }_{BC}}$.
2. A va C zarralaridan tashkil topgan kvant tizimi to‘rtta holatga ega, biroq uning holatini bitta vektor bilan ifodalay olmaymiz — faqat A, B va C zarralarining uchalasidan iborat tizimgina sof (to‘liq aniqlangan) holatga ega. Jo‘natuvchi A va C zarralari tizimida to‘rtta mumkin bo‘lgan natijaga ega o‘lchashni amalga oshirganda, u o‘lchanayotgan kattalikning 4 ta xos qiymatidan birini oladi. Bu o‘lchash natijasida A, B va C zarralaridan iborat tizim kollapsga uchraydi va qandaydir yangi holatga o‘tadi. A va C zarralarining holatlari to‘liq ma’lum bo‘lib qolganligi sababli chigallashuv yo‘qoladi, B zarra esa muayyan kvant holatiga keladi.
3. Aynan shu paytda axborotning «kvant qismi» go‘yoki «uzatiladi». Biroq uzatilgan axborotni hali qayta tiklab bo‘lmaydi: qabul qiluvchi B zarraning holati A zarraning holati bilan qandaydir bog‘liqligini biladi, ammo aynan qanday bog‘liqligini bilmaydi!
4. Buni aniqlash uchun jo‘natuvchi o‘z o‘lchashining natijasini oddiy klassik kanal orqali qabul qiluvchiga yetkazishi kerak (buning uchun jo‘natuvchi o‘lchagan AC chigallashgan holatiga mos keluvchi ikki bit sarflanadi). Kvant mexanikasi qonunlariga ko‘ra, A va C zarralar juftligida o‘tkazilgan o‘lchash natijasini bilgan hamda C bilan chigallashgan B zarraga ega bo‘lgan qabul qiluvchi B zarraning holatini zarur tarzda o‘zgartirib, A zarraning dastlabki holatini tiklay oladi.

Axborot to‘liq uzatilishi uchun qabul qiluvchi ikkala kanaldan kelgan ma’lumotga ega bo‘lishi kerak. Klassik kanal orqali o‘lchash natijasi yetib kelmaguncha, qabul qiluvchi uzatilgan holat haqida hech narsa ayta olmaydi.

Uzatilayotgan axborotni tutib olish prinsipial jihatdan mumkin emas; agar «buzg‘unchi» B va C chigallashgan juftligining evolyutsiyasini kuzatishga urinsa, u darhol bu juftlikning chigallashuvini buzadi.

• Kvant teleportatsiyasi orqali fotonning qutblanish holatini uzatish bo‘yicha tajribani 1997-yilda deyarli bir vaqtda ikkita fiziklar guruhi amalga oshirdi: biriga Anton Saylinger (Insbruk universiteti) rahbarlik qilgan, ikkinchisini Franchesko de Martini boshqargan (Rim universiteti).
• « Nature » jurnalining 17-iyun 2004-yilgi sonida ikki tadqiqot guruhi atomning kvant holatini teleportatsiya qilish bo‘yicha muvaffaqiyatli tajriba o‘tkazgani e’lon qilindi: M. Riebe va boshqalar, Nature 429, 734—737 Arxiv nusxasi 15-noyabr, 2006-yil — Wayback Machine (kalsiy atomi ionining kvant holatini teleportatsiya qilish) va M. D. Barrett va boshqalar, Nature 429, 737—739 Arxiv nusxasi 15-noyabr, 2006-yil — Wayback Machine (teleportatsiya qilinayotgan kubitning berilliy atomi ioniga asoslangan holati). Bu tajribalar ommaviy axborot vositalarida katta qiziqish uyg‘otgan bo‘lsa-da, ularni tub burilish deb atash qiyin: ular, to‘g‘rirog‘i, kvant kompyuterlarini yaratish va kvant kriptografiyasini joriy etish yo‘lidagi navbatdagi katta qadam bo‘ldi.
• Ilk bor 2006-yilda turli tabiatga ega obyektlar — lazer nurlanishi kvantlari va seziy atomlari o‘rtasida kvant teleportatsiyasi amalga oshirildi. Muvaffaqiyatli tajribani Nils Bor instituti tadqiqotchilari Kopengagenda o‘tkazdi.
• 23-yanvar 2009-yilda olimlar birinchi marta ionning kvant holatini bir metr masofaga teleportatsiya qilishga muvaffaq bo‘lishdi.
• 10-may (2010-yil) kuni Xitoy Fan va texnologiya universiteti hamda Sinxua universiteti fiziklari o‘tkazgan tajribada fotonning kvant holati 16 kilometr masofaga uzatildi.
• Xitoylik fiziklar 2012-yilda 4 soat ichida 1100 ta chigallashgan fotonni 97 kilometr masofaga uzatishga muvaffaq bo‘lishdi.
• 2012-yil sentabrida Vena universiteti va Avstriya Fanlar akademiyasi fiziklari kvant teleportatsiyasi bo‘yicha yangi rekord — 143 kilometr natijani qayd etishdi.
• 21-sentabr (2014-yil)da chop etilgan maqolada bir guruh olimlar fotonni optik tola orqali rekord (optik tola uchun) masofaga — 25 kilometrga kvant teleportatsiyasi yo‘li bilan uzatishga muvaffaq bo‘lganini ma’lum qildi.
• 2015-yil sentabrida AQSh Milliy standartlar va texnologiyalar instituti olimlari fotonlarni optik tola orqali 100 km dan ortiq masofaga teleportatsiya qilishga muvaffaq bo‘lishdi. Tajribada mutlaq nolga yaqin haroratda molibden silitsididan tayyorlangan o‘ta o‘tkazuvchan simlarga ega bitta fotonli detektordan foydalanildi.
• 2017-yil iyunida xitoylik olimlar 1200 kilometrdan ortiq masofada kvant teleportatsiyasini amalga oshirdilar.
• 2020-yilda Chikago universiteti olimlari guruhi kvant holatini katta masofalarga bir zumda uzatish mumkinligini isbotlashga muvaffaq bo‘ldi. Tadqiqotchilar hozirgi internet asosini tashkil etuvchi tarmoqlarga o‘xshash optik tolali tarmoqlar orqali kvant holatini 44 km masofaga 90% dan yuqori aniqlik bilan uzatishga muvaffaq bo‘lishdi. Kvant teleportatsiyasining tajribaviy namoyishlari optik tolali aloqa liniyalarida ham, erkin fazoviy va sun’iy yo‘ldosh kanallarida ham o‘tkazilgan bo‘lib, bu taqsimlangan kvant tarmoqlarini yaratish mumkinligini tasdiqlaydi.

• Teleportatsiya: imkonsizlik sari sakrash / Devid Darling. — Moskva: Eksmo, 2008. — 300 bet. — (Dunyoni larzaga solgan kashfiyotlar). — 3100 nusxa. — ISBN 978-5-699-23980-1.
• Baumester D., Ekert A., Saylinger A. Kvant axboroti fizikasi. M.: Postmarket, 2002. 376 bet. 3-bob.
• Kaye F., Laflamm R., Moska M. Kvant hisoblashga kirish. — Ijevsk: RXD, 2009. — 360 bet.
• Kilin S. Ya. Kvantlar va axborot / Progress in Optics. — 2001. — 42-jild. — 1-90-betlar.
• Kilin S. Ya. Kvant axboroti / Fizika fanlari yutuqlari. — 1999. — 169-jild. — 507—527-betlar. Arxiv nusxasi 20-iyul, 2018-yil — Wayback Machine
• Belokurov V. V., Timofeyevskaya O. D., Xrustalyov O. A. Kvant teleportatsiyasi — odatiy mo‘jiza. Moskva, Ijevsk: «Muntazam va xaotik dinamika» nashriyoti, 2000. 172 bet. http://books.prometey.org/download/14171.html http://quantumtheory.ru/read/ru/5C83EBAA0666885492E275916BE83723CCFFEE2D/

• Menskiy M. B. Kvant mexanikasi: yangi tajribalar, yangi qo‘llanmalar va eski savollarning yangicha qo‘yilishi
• Kvant hisoblash bo‘yicha ma’ruzalar (kirish, o‘ta zich kodlash, kvant teleportatsiyasi, Saymon va Shor algoritmlari) — «Nazariy informatikaning zamonaviy masalalari Arxiv nusxasi 15-oktabr, 2008-yil — Wayback Machine»
• Bir metr masofaga kvant teleportatsiyasi tajribada tasdiqlandi Arxiv nusxasi 27-yanvar, 2009-yil — Wayback Machine
• Kvant teleportatsiyasi fotonlarni rekord masofaga ko‘chirdi Arxiv nusxasi 13-aprel, 2021-yil — Wayback Machine
• Olimlar Rossiyada qanday teleportatsiya texnologiyasi joriy etilishini tushuntirdi Arxiv nusxasi 23-iyun, 2016-yil — Wayback Machine
• Fizik Aleksandr Oshchepkov 2035-yilgacha teleportatsiya texnologiyalarini ishlab chiqish haqida