量子克隆是一個過程，它需要一個任意的，未知的量子狀態并進行精確的復制，而不會以任何方式改變原始狀態。如無克隆定理所示，量子力學定律禁止進行量子克隆，該定理指出沒有克隆任何任意狀態的操作。

盡管不可能進行完美的量子克隆，但有可能執行不完美的克隆，因為這些拷貝具有非單位保真度。Buzek和Hillery首先討論了近似量子計算的可能性，并從克隆的量子態的保真度推導了理論界限。

量子克隆的應用之一是分析量子密鑰分發協議的安全性。隱形傳態、核磁共振、量子放大和卓越的相位共軛是用于實現量子克隆機的某些方法的示例。離子捕獲技術已應用于克隆離子的量子態。

在閉合的類似時間的曲線的存在下，有可能將量子態克隆到任意精度。

通用量子克隆（UQC）意味著輸出（克隆狀態）的質量不依賴于輸入，因此該過程對于任何輸入狀態都是“通用的”。產生的輸出狀態由系統的哈密??頓量控制。

Buzek和Hillery在1996年提出了xxx批克隆機，即1到2UQC機。顧名思義，當僅比較一個輸出qubit時，機器會產生5/6保真度的單個輸入qubit的兩個相同副本，而在比較兩個qubits時會產生2/3的全局保真度。這個想法擴展到更一般的情況，例如任意數量的輸入和副本，以及d維系統。

通過使用光子激發發射進行了多種實驗，以物理實現這種克隆機。該概念依賴于某些三能級原子的特性以同等的可能性發射任何極化的光子。這種對稱性確保了機器的通用性。

Nicholas Cerf在1998年提出了xxx類非對稱量子克隆機。如果克隆的克隆具有不同的質量并且都與輸入狀態無關，則稱其克隆操作是非對稱的。這是上面討論的對稱克隆操作的更一般情況，該對稱克隆操作產生具有相同保真度的相同克隆。以簡單的1→2不對稱克隆機為例。克隆過程中存在一個自然的折衷，即如果一個克隆的保真度固定為更高的值，則另一個克隆的質量必須降低，反之亦然。

1998年，Duan和Guo提出了另一種依賴概率的量子克隆機方法。這臺機器可以完美復制量子態，而不會違反無克隆定理和無廣播定理，但代價是無法100％再現。克隆機之所以被稱為“概率性”，是因為它除了進行整體進化外還執行測量。然后對這些測量進行排序，以獲得具有一定量子效率的完美副本。

該過程在數學上得到了證明，可以使用unit歸約過程克隆兩個純的，非正交的輸入狀態。該機器的一種實現是通過使用“無噪聲光學放大器”實現的，成功率約為5％。

近似量子克隆的簡單基礎存在于xxx和第二個瑣碎的克隆策略中。在xxx個瑣碎的克隆中，在一定基礎上隨機地對一個量子位進行測量，并產生兩個拷貝的量子位。此方法的通用保真度為2/3。

第二種平凡的克隆策略，也稱為“平凡的擴增”，是一種方法，其中原始量子位保持不變，而另一個量子位以不同的正交狀態制備。當測量時，兩個量子位具有相同的概率1/2（檢查），整體單拷貝保真度為3/4。

量子信息由于其固有的加密特性，因此在密碼學領域很有用。一種這樣的機制是量子密鑰分配。在此過程中，鮑勃接收了愛麗絲（Alice）發送的量子狀態，其中存儲了某種類型的經典信息。然后，他執行隨機測量，并使用愛麗絲提供的最少信息，可以確定他的測量是否“良好”。然后將此度量轉換為密鑰，可以在其中存儲和發送私有數據，而不必擔心信息被盜。

這種加密方法如此安全的原因之一是，由于無克隆定理，它不可能被竊聽。第三方Eve可以使用非相干攻擊來嘗試觀察從Bob傳輸到Alice的信息。由于無克隆定理，夏娃無法獲得任何信息。但是，通過量子克隆，這不再完全正確。

不連貫的攻擊涉及第三方將一些信息獲取到Bob和Alice之間傳輸的信息中。

這些攻擊遵循兩個準則：

1）第三方夏娃必須單獨行動并與所觀察到的狀態匹配

2）夏娃對行進狀態的測量發生在篩選階段之后（處于不匹配堿基的移除狀態），但在和解之前（將愛麗絲和鮑勃的弦放回）。由于量子密鑰分發的安全性，即使具有與鮑勃和愛麗絲一樣多的信息，夏娃也將無法解密密鑰。這些被稱為不連貫攻擊，因為隨機，重復的攻擊會產生夏娃找到密鑰的xxx機會。

雖然經典的核磁共振是當核暴露在強磁場中時，核以共振頻率發射電磁輻射的現象，并且在成像技術中大量使用，量子核磁共振是一種量子信息處理（QIP）。原子核之間的相互作用允許量子邏輯門（例如CNOT）的應用。

一項量子NMR實驗涉及將三個量子位通過一個電路，然后將它們全部糾纏在一起。第二個和第三個量子位以5/6的保真度轉化為xxx個量子位。

另一個應用允許改變信噪比，該過程既增加了信號頻率又降低了噪聲頻率，從而使信息傳輸更加清晰。這是通過極化轉移完成的，極化轉移可以將信號的高極化電自旋的一部分轉移到目標核自旋。

NMR系統允許應用量子算法，例如Shor因式分解和Deutsch-Joza算法。

受激發射是一種通用的量子克隆機，它在三級系統上起作用：一個地和兩個簡并通過正交電磁場連接。該系統能夠通過激發能級之間的電子來發射光子。由于系統的隨機性，光子以不同的偏振態發射，但是發射類型的可能性對于所有人都是相同的，這就是使它成為通用克隆機的原因。過將量子邏輯門集成到受激發射系統中，該系統能夠產生克隆態。

遠程克隆是量子隱形傳態和量子克隆的結合。此過程使用正算值進行測量，xxx糾纏態和量子隱形傳態在本地和遠程創建相同的副本。單獨的量子隱形傳態遵循“一對一”或“多對多”方法，其中一個或多個狀態從愛麗絲傳輸到遠程位置的鮑勃。Teleclone的工作方式是首先創建狀態的局部量子克隆，然后通過量子隱形傳態將其發送到遠程位置。這項技術的好處在于，它消除了通常由量子信道退相干引起的傳輸錯誤。