Kết quả của phép đo này sẽ phá hủy qubit dữ liệu gốc, đây là điều bắt buộc vì trong cơ học lượng tử, bạn không thể sao chép một trạng thái lượng tử chưa biết (định lý no-cloning). Nhưng đồng thời, phép đo đó tạo ra một kết quả cổ điển: tức là những con số 0 và 1 thông thường mà Alice gửi cho Bob qua một kênh liên lạc bình thường, có thể là tin nhắn hay email. Bob dùng thông tin này để thực hiện một thao tác chính xác lên hạt vướng víu của mình, và kết quả là hạt của Bob sẽ mang đúng trạng thái lượng tử mà Alice muốn gửi. Thông tin đã được dịch chuyển, không phải bằng cách di chuyển vật chất, mà bằng cách tái tạo trạng thái ở một nơi khác.

Nói ngắn gọn: Vướng víu lượng tử là điều kiện cần để quantum teleportation hoạt động. Alice dùng nó kết hợp với một phép đo để chuyển đổi thông tin lượng tử thành thông tin cổ điển, gửi cho Bob, và Bob dùng thông tin đó để tái tạo lại trạng thái lượng tử gốc trên hạt của mình.

Ý tưởng này được đề xuất lần đầu vào năm 1993 và đến cuối những năm 1990 đã được kiểm chứng bằng thực nghiệm. Từ đó đến nay, các nhà khoa học đã liên tục mở rộng phạm vi: từ khoảng cách ngắn trong phòng thí nghiệm, đến giữa các thành phố, và đến năm 2017, các nhà khoa học Trung Quốc đã thực hiện quantum teleportation từ mặt đất lên vệ tinh trên quỹ đạo thấp: một khoảng cách lên đến hàng trăm kilomet.

Nếu thành công ở quy mô lớn, đây sẽ là nền tảng cho một thứ gọi là quantum internet, mạng lưới máy tính lượng tử kết nối với nhau trên toàn cầu, có khả năng mô phỏng thế giới phân tử với độ chính xác chưa từng có. Điều này mở ra những khả năng cực kỳ thực tế: thiết kế vật liệu mới, khám phá thuốc nhanh hơn, hoặc tìm ra cách sản xuất phân bón tổng hợp hiệu quả hơn. Đây là những quy trình tiêu tốn rất nhiều năng lượng hiện nay. Và đây không phải khoa học thuần túy nữa. Theo các nhà nghiên cứu tại IBM Quantum, lĩnh vực này đang chuyển dịch “từ khoa học sang kỹ thuật”, tức là từ câu hỏi "liệu nó có hoạt động không?" sang "làm thế nào để triển khai nó?"

Vậy tại sao chúng ta vẫn chưa thể "beam" con người?

Dù quantum teleportation là thật, nó không có nghĩa là chúng ta sắp dịch chuyển con người hay vật thể vật lý. Lý do đầu tiên rất thực tế: để dịch chuyển một người, các nhà khoa học phải truyền trạng thái lượng tử của từng nguyên tử cấu thành cơ thể người đó, vốn bao gồm hàng tỷ tỷ nguyên tử. Bên cạnh đó, ở điểm đến họ cần có sẵn một "kho" nguyên tử đúng loại, đúng số lượng, và sẵn sàng nhận trạng thái được truyền tới từng cái một. Các nhà vật lý mô tả điều này là "quá xa vời để tưởng tượng là có thể."

Nhưng còn một câu hỏi triết học thú vị hơn: giả sử kỹ thuật không phải vấn đề, thì người xuất hiện ở đầu kia có thực sự là "bạn" không? Hay chỉ là một bản sao? Trong cơ học lượng tử, định lý no-cloning cho rằng bạn không thể sao chép một trạng thái lượng tử chưa biết và teleportation lách qua điều này bằng cách đo và phá hủy trạng thái gốc trước khi truyền đi. Vì vậy, về mặt lý thuyết lượng tử, thứ xuất hiện ở nơi khác là "chính nó" chứ không phải bản sao.

Nhưng vấn đề là: điều gì tạo nên chính "anh em"? Ký ức, tính cách, ý thức, liệu những thứ đó có thực sự là thông tin lượng tử, hay chúng thuộc về một lớp khác mà khoa học chưa chạm tới? Nếu câu trả lời là "không phải thông tin lượng tử," thì về cơ bản, chúng ta đang tự tiêu diệt mình để một bản sao sống tiếp ở nơi khác. Đây là câu hỏi triết học chưa có lời giải, và các nhà vật lý cũng thừa nhận thẳng thắn rằng câu trả lời vẫn còn nằm trong phạm vi của khoa học viễn tưởng.

Quantum teleportation là minh chứng rõ ràng cho việc vũ trụ hoạt động theo những nguyên lý kỳ lạ hơn nhiều so với những gì chúng ta cảm nhận trong cuộc sống hằng ngày. Nó không phải phép màu, không phải viễn tưởng mà là vật lý, được kiểm chứng, đang được kỹ thuật hóa. Nó sẽ không đưa anh em từ Hà Nội đến TP.HCM trong tích tắc, nhưng nó có thể là nền tảng của một kỷ nguyên máy tính hoàn toàn mới và rộng hơn, là một cách hiểu sâu hơn về bản chất của thực tại.