فوتونات الضوء المتشابكة في الطاقة والزمن لا تقتصر على الأبعاد الصغيرة (الذرية أو الجزيئية) ولكن تتعداها إلى الأبعاد الكبيرة؛ فالتشابك الكمومي هو ظاهرة فيزيائية تحصل عندما تتولَّد أو تتآثر أزواج فوتونات (جُسيمات) الليزر بطرق؛ حيث لا يمكن وصف الحالة الكمومية لكل جسيم بمعزل عن حالة الجسيم الآخر، حتى لو كانت المسافات الفاصلة بينهما كبيرة. وهكذا يتوجب وصف الحالة الكمومية للمنظومة ككل. وظاهريًّا يبدو وكأن أحد الزوجين المتشابكين يعرف أن ثمة عملية قياس تجري على الزوج المتشابك الآخر، ونتيجة القياس أيضًا على الرغم من انعدام وسيلة اتصال لنقل المعلومات بينهما، وتفصلهما حينها مسافات شاسعة. لقد أطلق آينشتاين على هذه الظاهرة التي لم يكن متحمسًا لها بـ «الشبحية عن بعد».

التشابك هو التناسق غير الموقعي، أو عن بعد بين المنظومات الكمومية المتمايزة. وحسب تعبير شرودنجر في مناقشته لمفارقة آينشتاين – بودولسكي – روزن (EPR) كما ينقله (2011) ,.Whale et al أن التشابك الكمومي هو الخاصية المميزة لميكانيك الكم، والتي دفعته إلى المغادرة التامة لخطوط التفكير التقليدي. وهذه الظاهرة هي كمومية خالصة حيث إنها على خلاف التطورات شبه الموجية ليس لها مشابه تقليدي؛ فالعلاقات غير الموقعية تنشأ عن تركيب الحالات الكمومية للمنظومة المتكاملة؛ فهذه العلاقات الكمومية في المنظومة المتشاكلة مستقلة عن الفصل المكاني للمكونات، وبذلك فهي في معنى معين يبدو على أنها تسلك كمنظومةٍ واحدةٍ ما يؤدي إلى انتهاك الحقيقة الموقعية (البديهية) وهو ما أدى إلى مفارقة (EPR). ومن منظور المعرفة، تمثل حالة التشابك الخالصة للمنظومة المتشاكلة معرفةً قصوى حيث تكون إنتروبي (فوضى، وتُقابل الجهل) فان نيومان صفرًا. وكما يعبر عنها شرودنجر «إن المعرفة الممكنة الأفضل للكل لا تتضمن بالضرورة المعرفة الممكنة الأفضل لأجزائه.» وفي الوقت الحاضر تعدت دراسات التشابك الحالات الثنائية المكوِّن لتشمل التشابك في المنظومات المتعدّدة المكوّنات بما فيها المنظومات البيولوجية.

حالة التشابك تزيد من قدرات معالجة المعلومات للمنظومات الكمومية لكنها حساسة جدًّا. عند حصول تشابك بين جُسيمين يمكن أن يحصل تشابك مع جُسيمٍ ثالث أيضًا، لكن يفقد التشابك بين الجسيمين الأولين وهكذا. ولغرض دراسة هذه الظاهرة في الفيزياء يتوجب استخدام جهاز معزول ومفرَّغِ تمامًا، ودرجة حرارة منخفضة جدًّا. غير أن هذه الظاهرة، وعلى عكس التوقع، يمكن أن تحصل في المنظومات البيولوجية على المستوى الجزيئي في ظل قوانين ميكانيك الكم. السبب في ذلك أن المنظومة البيولوجية منظومة مفتوحة بعيدة عن حالة التوازن الحراري، وتكون قادرة على تصحيح الأخطاء الكمومية كحالة فقدان التشابك. إن التماسك هو بداية الحالة الكمومية. والتشابك هو قمتُها (2014) Briegel & Popescu .