Teleportace: věda ji má už v laboratoři. Proč s vámi nikdy nepohne z místa

Kdykoli zazní slovo teleportace, většina lidí automaticky přepne do režimu science fiction. Kapitán Kirk, záblesk světla, jiná planéta. Jenže fyzici se teleportací zabývají smrtelně vážně, a to nikoliv ve formě vzdálených snů, nýbrž v podobě fungujících laboratorních experimentů. Rozdíl oproti filmové verzi je ale zásadní: to, co věda nazývá teleportací, se netýká přesunu hmoty ani těl. Jde o přenos kvantové informace – a i v tomto omezeném smyslu jde o jev natolik podivný, že mu plné pochopení vzdoruje i vzdělaným laikům.

Co je kvantové provázání a proč na něm záleží

Celá věc stojí na fenoménu zvaném kvantové provázání. Dvě částice lze připravit do společného kvantového stavu takovým způsobem, že měření jedné z nich okamžitě ovlivní stav druhé – bez ohledu na vzdálenost, která je dělí. Einstein tento jev označoval jako „strašidelné působení na dálku" a celý život věřil, že musí jít o nedorozumění. Experimenty opakovaně prokázaly, že špatně viděl on, nikoli kvantová mechanika.

Kvantová teleportace tento jev využívá k přenosu kvantového stavu – tedy kompletní informace o částici – z jednoho místa na druhé, aniž by cokoliv fyzicky cestovalo mezi nimi. Poprvé byla navržena teoreticky v roce 1993 a experimentálně demonstrována v roce 1997 dvěma nezávislými skupinami. Od té doby vědci teleportaci předvedli na fotonech, atomech, iontových pastech i oblacích plynných atomů. Každý nový experiment posouval hranice toho, jak daleko, jak přesně a za jakých podmínek lze kvantový stav přenést.

Přelom na internetu: 30 kilometrů rušného kabelu

Největší praktický problém kvantové komunikace byl dlouho prostý: kvantové systémy jsou extrémně citlivé a snadno se narušují okolním prostředím. Přenos kvantové informace proto vyžadoval speciálně izolovanou infrastrukturu – vlastní kabely, oddělené od klasického provozu. To celý koncept výrazně zdražovalo a komplikovalo.

V prosinci 2024 tuto překážku překonali inženýři z Northwestern University. Studie publikovaná v časopise Optica poprvé prokázala kvantovou teleportaci přes třicetkilometrový optický kabel, jímž zároveň proudil běžný internetový provoz. Vedoucí výzkumu Prem Kumar tuto výzvu přirovnal k jízdě na křehkém kole tunelem plným nákladních aut. Řešením bylo důkladné zmapování rozptylu světla v kabelech a nalezení vlnové délky, na níž jsou kvantové fotony nejméně rušeny okolním provozem. Výsledek Kumar okomentoval slovy: nikdo nevěřil, že je to možné.

Současně v listopadu 2025 tým z Universität Stuttgart publikoval v Nature Communications první kvantovou teleportaci mezi fotony ze dvou různých a fyzicky oddělených kvantových teček, spojených 270 metry optického spojení. Šlo o klíčový krok k takzvaným kvantovým opakovačům – zařízením, která by umožňovala budovat kvantový internet přes libovolně velké vzdálenosti tím, že by průběžně obnovovala kvantovou informaci dříve, než se rozpadne v kabelu.

Věta, která vše komplikuje: teorém o nekopírovatelnosti

Tady přichází na scénu zásadní fyzikální omezení, které definitivně dělí kvantovou teleportaci od sci-fi verze. Říká se mu teorém o nekopírovatelnosti, poprvé formálně dokázaný v roce 1982 nezávisle Williamem Woottersem, Wojciechem Zurkem a Dennisem Dieksem. Zjednodušeně řečeno: nelze vytvořit dokonalou kopii neznámého kvantového stavu, aniž by byl originál zničen. Přesněji – kvantový stav nelze přečíst, aniž byste ho tím změnili, a nelze ho přenést, aniž by původní verze zanikla.

V praxi to pro kvantovou teleportaci znamená následující: informace se přesouvá, ne kopíruje. Původní stav zanikne. To je zároveň zpráva dobrá i špatná. Dobrá pro bezpečnost komunikace – kvantově přenášená data nelze odposlechnout bez toho, aby se to prozradilo. Špatná pro kohokoliv, kdo snil o tom, že se rozloží v Praze a složí v Tokiu.

Proč lidi nikdy teleportovat nepůjde

Lidské tělo tvoří přibližně sedm oktiliónů atomů – číslo se 27 nulami. Každý z těchto atomů existuje v konkrétním kvantovém stavu, který je neoddělitelně svázán se vším ostatním kolem. Fyzici opakovaně spočítali, že i kdybychom hypoteticky dokázali naskenovat a přenést veškerou informaci o jediném lidském těle, objem dat by byl astronomický a samotné čtení kvantového stavu by původní tělo nevyhnutelně zničilo – teorém o nekopírovatelnosti nenabízí výjimky. Na druhém konci by vznikla přesná kopie se stejnými vzpomínkami a vědomím, původní člověk by ale přestal existovat. Je to spíš smrt s vedlejším produktem než teleportace v jakémkoliv intuitivním smyslu.

Makroskopické objekty navíc z fyzikálního hlediska nejsou čistě kvantovými systémy. Procesy zvanné dekoherence způsobují, že kvantové vlastnosti velkých soustav se rychle rozpadají pod vlivem okolního prostředí. Udržet koherentní kvantový stav u izolovaného fotonu je náročné; u objektu velikosti člověka to fyzika v běžném prostředí neumožňuje vůbec.

Co kvantová teleportace opravdu slibuje

Praktická hodnota probíhajících výzkumů leží v oblasti, kde ji méně vizionáři, ale o to víc reálně hledají: zabezpečená komunikace a kvantový internet. Systém, v němž jsou datové přenosy chráněny zákonitostmi fyziky, a ne jen matematickými šifrovacími algoritmy, které lze prolomit dostatečně výkonným počítačem, by byl průlomem pro bankovnictví, vládní komunikaci i ochranu kritické infrastruktury. V dubnu 2025 výzkumníci z University of Illinois dosáhli kvantové teleportace s přesností 94 procent pomocí nanofotonikové platformy, čímž posunuli účinnost metody o několik řádů oproti předchozím přístupům. V březnu 2025 byl navíc úspěšně otestován 12 900 kilometrů dlouhý kvantový satelitní spoj – nejdelší svého druhu v historii.

Teleportace lidí zůstává fyzikální nemožností z principiálních, nikoli jen technologických důvodů. Ale přenos kvantové informace přes existující internetové kabely, bezpečná komunikace odolná vůči odposlechu a základ pro kvantový internet – to jsou výzvy, na nichž věda pracuje a postupuje. Je to jiná teleportace, než jakou jsme si vymýšleli. Možná proto je zajímavější.