Kuantum dolanıklık, iki veya daha fazla kuantum sisteminin, aralarındaki mekansal ayrım ne olursa olsun, belirgin bir korelasyon sergileyerek ortak bir kuantum durumu paylaşması olgusudur ki, bunlardan birinin ölçümsel tespiti neticesinde, diğerinin kuantum durumunun anlık ve deterministik olarak belirlenmesini ihtiva eder. Söz konusu olgu, klasik fizik paradigmaları ile uyumsuzluk arz eden, kuantum mekaniğinin temel ve sezgi dışı bir fenomenini teşkil eder. Nitekim, Albert Einstein tarafından "uzaktan hayaletimsi etki" (spooky action at a distance) olarak formüle edilmiş olan kavrama atıfta bulunmaktadır.
Kuantum dolanıklığının kavranmasını sağlayan bazı temel özellikler aşağıda detaylandırılmıştır:
Dolanık sistemleri oluşturan parçacıklar, korele olmuş birleşik bir kuantum durumunu müştereken ihraç ederler. Bu durum, bir bileşen parçacığın belirli bir gözlemlenebilir büyüklüğünün (örn. spin veya polarizasyon) ölçülmesiyle, aralarındaki mekansal ayrım ne olursa olsun, diğer dolanık parçacığın ilgili gözlemlenebilir büyüklüğünün durumunun anlık ve mutlak surette belirlenmesiyle sonuçlanır. Ferdi parçacıklar, izole bir biçimde belirli bir kuantum durumuna sahip değildirler; zira kuantum durumunun yalnızca bütünsel dolanık sistem için tanımlanabilir olduğu kabul edilir.
Klasik fizik paradigması, bir olayın sebebinin uzaysal olarak o olaya yakın bir konumda veya zamansal olarak o olaydan önce zuhur etmesi gerektiğini varsayan "yerellik" prensibine istinat eder. Ancak, kuantum dolanıklık fenomeninin, Bell eşitsizlikleri olarak bilinen matematiksel bir sınama vasıtasıyla, bu yerellik prensibini ihlal ettiği deneysel verilerle muteber kılınmıştır. Dolanık parçacıklar arasındaki korelasyonlar, yerel gerçekçi teorilerin öngörülerini aşan bir mukavemete sahiptir. Bu durum, parçacıkların arasında süperluminal bir "iletişim"in varlığına dair çıkarımlar yapılmasını teşvik etmektedir.
Einstein, dolanıklık olgusunun, enformasyonun ışık hızını aşan bir süratle aktarılmasını zorunlu kılabileceği varsayımından dolayı derin bir rahatsızlık hissetmiştir. Hakikaten de, bir parçacık üzerindeki ölçüm işleminin diğerini anlık olarak etkilediği izlenimi hasıl olsa da, bu durum klasik manada enformasyonun transferi amacıyla istismar edilemez. Zira, ölçümün neticesi (örneğin yukarı veya aşağı spin), inherent bir rastgelelik barındırır ve bu stokastik karakter, alıcı tarafın ölçüm sonuçları üzerinde bir kontrol mekanizması tesis etmesini imkansız kılar. Bu itibarla, dolanıklık, ışık hızını aşan bir enformasyon aktarımına müsaade etmezken, söz konusu korelasyonların anlık mahiyette gerçekleştiği müşahede edilmektedir.
Kuantum dolanıklığı, ekseriyetle, parçacıklar arası spesifik bir etkileşimin akabinde tezahür eder. Örneğin, bir fotonun doğrusal olmayan bir kristalden geçirilmesi vasıtasıyla iki adet dolanık fotonun (parametrik aşağı dönüşüm) üretilmesi veya atomların lazer uyarımı ile dolanık elektron çiftlerinin oluşturulması mümkündür. Parçacıklar dolanık bir duruma ulaştıktan sonra, mekansal ayrışma seviyeleri ne olursa olsun, bu dolanıklık özelliği dışsal etkileşimlerle (yani dekoherans ile) bozulmadığı müddetçe varlığını sürdürür.
Kuantum dolanıklık, çağdaş bilimin en dinamik ve umut vadeden araştırma sahalarından birini temsil etmekte olup, potansiyel tatbikat alanları aşağıdaki gibidir:
Kuantum Hesaplama: Klasik hesaplama paradigmalarının üstesinden gelemeyeceği karmaşık problemlerin çözümüne yönelik potansiyeller barındırır.
Kuantum Kriptografisi: Teorik olarak geriye dönük olarak ihlal edilemez nitelikte güvenli iletişim protokollerinin (örn. Kuantum Anahtar Dağıtımı - QKD) geliştirilmesine olanak tanır.
Kuantum Işınlama (Teleportasyon): Bir kuantum durumunun, mekansal olarak ayrık iki nokta arasında aktarımını mümkün kılar. (Bu, fiziksel madde transferi olmaktan ziyade, kuantum enformasyonunun aktarımıdır.)
Kuantum Sensörleri: Olağanüstü hassasiyete sahip ölçüm cihazlarının (sensörlerin) inşasını teşvik eder.
Özetle, kuantum dolanıklığı, evrenin temel işleyişine ilişkin derinlemesine ve sezgi dışı bir hakikati ifşa eden, kuantum mekaniğinin asli bir olgusudur. Bu fenomen, hem teorik çerçevede hem de deneysel bulgularla yeterli derecede kavranmış olmasına karşın, hala aktif araştırma konusu olan ve felsefi/fiziksel açılardan muammalar barındıran veçheleri haizdir. İleriye dönük teknolojik evrim süreçlerinde merkezi bir misyon üstlenmesi öngörülmektedir.