В 1935 году Эйнштейн в споре с Бором предложил мысленный эксперимент, получивший название парадокса ЭПР (Эйнштейн – Подольский – Розен) по именам авторов статьи в «Physical Review»: «Можно ли считать квантово-механическое описание физической реальности полным?». Суть мысленного эксперимента проста – частица с известным импульсом распадается на две частицы, которые разлетаются на большие расстояния. Импульс одной из частиц измеряется, при этом в силу закона сохранения импульса становится известным импульс другой частицы. Квантовая механика утверждает, что импульс первой частицы определяется только в момент измерения, а до этого он не определён, так же как и импульс второй частицы. Авторы ЭПР утверждали, что «так как во время измерения эти две частицы уже не взаимодействуют, то в результате каких бы то ни было операций над первой частицей со второй частицей уже не может произойти никаких реальных изменений», то есть все то время, пока вторая частица удалялась от первой, она имела определенный импульс, в противоречии с утверждением квантовой механики. Однако квантовая механика преодолела этот парадокс, а ЭПР-эффект стал еще одним подтверждением её правоты. Выявился нелокальный характер квантовой теории. Система, состоящая из двух частиц, состояние которых описывается единой волновой функцией, не является простой «суммой» этих частиц, даже если между ними нет взаимодействия. Такие взаимозависимые квантовые состояния частиц теперь называют «запутанными». Измерение импульса одной частицы сопровождается мгновенным прекращением запутанного состояния другой, но при этом информация не передаётся. На этом и базируются эксперименты по квантовой телепортации.

Квантовая телепортация – передача квантового состояния на произвольное расстояние при помощи разобщенной в пространстве запутанной пары и классического канала связи, при которой состояние разрушается в точке отправления при проведении измерения и воссоздаётся в точке приёма. Квантовая телепортация не передаёт энергию или вещество на расстояние, а следовательно, не противоречит СТО. Использование термина телепортация происходит из специфичной интерпретации эксперимента: «исходное состояние частицы после всего произошедшего разрушается. То есть состояние было не скопировано, а перенесено из одного места в другое». Передача состояния не означает передачи полной информации об объекте. Оказывается, что есть «квантовая» информация и «классическая» и только их единство дает полную информацию. Получатель информации, зная в результате «телепортации» квантовую часть информации, не может восстановить полную передаваемую информацию до тех пор, пока не получит «классическую» часть, пересылаемую обычным способом (например, по телефону или с курьером). На использовании запутанных состояний можно организовать передачу информации по классическому каналу связи, защитив её от возможности перехвата. Перехватить передаваемую информацию принципиально невозможно; если «злоумышленник» попытается проследить за эволюцией запутанной пары, то он тут же разрушит её запутанность, что прервет передачу информации.

Первая экспериментальная реализация квантовой телепортации поляризационного состояния фотона в лаборатории была осуществлена в 1997, а в 2017 году китайские учёные осуществили квантовую телепортацию на расстояние свыше 1200 километров через спутники и три наземные станции. В 2020 году ученые из университета в Чикаго смогли передать квантовое состояние на 44 км с точностью более 90 % по волоконно-оптическим сетям, аналогичным тем, которые составляют основу интернета.