量子克隆是一個過程，它采取一個任意的、未知的量子狀態，并在不以任何方式改變原始狀態的情況下做出一個精確的拷貝。量子克隆是被量子力學定律所禁止的，正如無克隆定理所顯示的那樣，該定理指出不存在克隆任何任意狀態的操作完美。在狄拉克符號中，量子克隆的過程被描述為：。雖然完美的量子克隆是不可能的，但有可能進行不完美的克隆，即副本具有非單位（即非完美）的保真度。近似量子計算的可能性首先由Buzek和Hillery解決，并對克隆的量子態的保真度導出了理論界限。量子克隆的應用之一是分析量子密鑰分配協議的安全性。遙感、核磁共振、量子放大和超強相位共軛是用來實現量子克隆機的一些方法的例子。離子誘捕技術已被應用于克隆離子的量子態。

在封閉的時間狀曲線存在的情況下，有可能將一個量子態克隆到任意的精度。

通用量子克隆（UQC）意味著輸出（克隆的狀態）的質量不依賴于輸入，因此這個過程對任何輸入狀態都是通用的。產生的輸出狀態是由系統的哈密頓（Hamilton）所支配的。最早的克隆機之一，1到2的UQC機器，是由Buzek和Hillery在1996年提出的。顧名思義，該機器能產生一個輸入量子比特的兩個相同的副本，當只比較一個輸出量子比特時，保真度為5/6，而比較兩個量子比特時，全局保真度為2/3。這個想法被擴展到了更普遍的情況，如任意數量的輸入和副本，以及d維系統。已經進行了多個實驗，通過使用光子刺激發射，在物理上實現這種類型的克隆機。這個概念依賴于某些三層原子的特性，即以同樣可能的概率發射任何偏振的光子。這種對稱性確保了機器的普遍性。

當輸入狀態被限制為對應于布洛赫球體赤道上各點的布洛赫向量時，就會知道更多關于它們的信息。因此，所產生的克隆是依賴于狀態的，其最佳保真度為.盡管保真度僅略高于UQCM（≈0.83），但相位協變克隆的額外好處是可以通過由旋轉算子組成的量子邏輯門輕松實現。和受控NOT（CNOT）。根據Peres-Horodecki準則，輸出狀態也是可分離的。該過程已被推廣到1→M的情況，并被證明是最佳的。這也被擴展到qutrit和qudit的情況。xxx個實驗性的不對稱量子克隆機在2004年利用核磁共振實現了。

xxx個非對稱量子克隆機系列是由NicholasCerf在1998年提出的。如果一個克隆操作具有不同的質量，并且都與輸入狀態無關，那么這個克隆操作就被稱為不對稱的。這是上面討論的對稱克隆操作的一個更一般的情況，它產生具有相同保真度的相同的克隆體。以一個簡單的1→2不對稱克隆機為例。在克隆過程中存在一個自然的權衡，即如果一個克隆體的保真度被固定在一個較高的數值上，另一個克隆體的質量必須下降，反之亦然。最佳權衡由以下不等式約束。其中Fd和Fe是兩個副本的狀態無關的保真度。這種類型的克隆程序在數學上被證明是最佳的，這是從Choi-Jamiolkowski通道狀態二元性中得出的。然而，即使使用這種克隆機，完美的量子克隆也被證明是無法實現的。在量子電路中，已經研究了所產生的副本之間的最佳精度的權衡，以及關于理論界限的問題。