Szczególna teoria względności nakłada limit na prędkość przesyłania informacji – możliwość przesyłania informacji z prędkością większą niż prędkość światła pozwalałoby na wysyłanie informacji do przeszłości, co tworzyłoby paradoksy czasowe. Mechanika kwantowa – w szczególności protokół teleportacji kwantowej – wydają się łamać ten limit, mianowicie teleportacja kwantowa zachodzi natychmiastowo, co zostało wielokrotnie potwierdzone eksperymentalnie. Jak to dokładnie działa?

Najprościej protokół teleportacji kwantowej można sobie wyobrazić przy pomocy elektronu. Każdy elektron zachowuje się jak mały magnesik, oddziałując z polem magnetycznym. Magnesik ten może być skierowany w dowolnym kierunku, a manipulując polem magnetycznym jesteśmy w stanie zmusić elektron do bycia skierowanym w konkretnym kierunku. Elektrony więc możemy wykorzystywać do zapisu informacji, bowiem możemy ustalić jakiś sposób kodowania liter przy pomocy kierunku magnesu, ustawić magnes elektronu w konkretnym kierunku, a następnie wysłać ten elektron do odbiorcy, który będzie w stanie zmierzyć kierunek magnesu i rozczytać zakodowaną informację. Takie wysłanie elektronu jednak wymaga fizycznego przeniesienia tego elektronu z jednego miejsca na drugie, co z pewnością nie może być dokonane szybciej niż prędkość światła.

Mechanika kwantowa przewiduje zjawisko zwane splątaniem. Para cząstek jest splątana jeżeli występują korelacje między pomiarami dokonywanymi na nich indywidualnie, przykładowo magnesy dwóch splątanych elektronów zawsze będą skierowane w tym samym kierunku, choć możemy nie wiedzieć w którym kierunku są one skierowane. Okazuje się, że jeżeli posiadamy między dwoma laboratoriami parę splątanych elektronów, to możemy to splątanie wykorzystać do tak zwanej teleportacji kwantowej. Wyobraźmy sobie, że poza splątanym elektronem mamy dodatkowy elektron, w którym możemy zakodować informację. Wykonując pewne operacje na naszych dwóch elektronach możemy wykorzystując splątanie zdalnie „obrócić” elektron z innego laboratorium w taki sposób, aby był skierowany tak samo jak nasz elektron, w którym zakodowaliśmy informację. Elektron w innym laboratorium obróci się natychmiast, niezależnie od tego jak bardzo oddalone od siebie są laboratoria.

Czy informacja zakodowana w elektronie została przesłana szybciej niż światło? Okazuje się, że nie. Aby informację zakodowaną w elektronie odczytać, trzeba jego stan zmierzyć. Pomiar w mechanice kwantowej nie jest jednak prostą rzeczą, mianowicie dokonanie niewłaściwego pomiaru nie pozwoli nam na odczytanie żadnej informacji z elektronu. Pomiaru magnesiku w elektronie musimy dokonać wzdłuż konkretnego kierunku, żeby odczytać zakodowaną informację, natomiast ten kierunek można poznać jedynie z pomiaru pary elektronów w pierwotnym laboratorium. Mianowicie podczas teleportacji elektron mógł zostać obrócony, a sposób, w jaki został obrócony, jest całkowicie losowy. Drugi ze splątanych elektronów obrócił się tak samo, więc w pierwszym laboratorium możemy zobaczyć jak podczas teleportacji obrócił się elektron, a następnie przekazać tę informację do drugiego laboratorium, aby badacze z drugiego laboratorium mogli obrócić przeteleportowany elektron z powrotem do pierwotnego stanu, a następnie dopiero można odczytać z niego zakodowaną informację.

Oznacza to, że o ile elektron w drugim laboratorium ma ten sam stan magnesiku, co elektron z pierwszego laboratorium, to jednak przez to, że mógł się obrócić podczas teleportacji, i tak musimy wysłać informację w sposób klasyczny o sposobie, w jaki się obróciły nasze elektrony. Skoro klasyczne wysłanie informacji nie może zostać wykonane szybciej niż światło, to nasze kwantowe sposoby przesyłu informacji również są tak samo ograniczone. Co prawda podczas teleportacji kwantowej natychmiastowo wpłynęliśmy na elektron w oddalonym laboratorium, ale nie mogliśmy w ten sposób przesłać żadnej informacji, więc bariera przesyłu informacji z prędkością światła nie jest łamana.