Bên cạnh nguyên lý chồng chập trạng thái, lý thuyết lượng tử cho phép sự tồn tại của một trạng thái đặc biệt của qubit, gọi là kết dính lượng tử, điều mà lý thuyết cổ điển không có được. Xét một hệ gồm 2 qubit. Trạng thái tổng hợp của chúng là:

| Ψ ⟩ = ( α | 0 ⟩ + β | 1 ⟩ ) 1 ⊗ ( γ | 0 ⟩ + δ | 1 ⟩ ) 2 {\displaystyle |\Psi \rangle =\left(\alpha |0\rangle +\beta |1\rangle \right)_{1}\otimes \left(\gamma |0\rangle +\delta |1\rangle \right)_{2}} = A | 00 ⟩ + B | 01 ⟩ + C | 10 ⟩ + D | 11 ⟩ {\displaystyle =A|00\rangle +B|01\rangle +C|10\rangle +D|11\rangle }

Biểu thức cuối cùng là hiển nhiên. Tuy nhiên, trong những trường hợp đặc biệt, trạng thái tổng hợp của hệ không thể viết dưới dạng tích của 2 qubit, điển hình là một trong 4 trạng thái Bell:

| Φ + ⟩ = 1 2 ( | 00 ⟩ + | 11 ⟩ ) {\displaystyle |\Phi ^{+}\rangle ={\frac {1}{\sqrt {2}}}\left(|00\rangle +|11\rangle \right)}

Nếu hệ 2 qubit này ở trạng thái kết dính lượng tử và giả sử mỗi qubit được trao cho Alice và Bob ở cách xa nhau. Alice tiến hành một phép đo lên một qubit và nhận được kết quả, giả sử |0>, thì ngay lập tức xảy ra sự suy sụp hàm sóng, và Bob khẳng định qubit của anh ta lúc đó là |0> mà không cần thực hiện phép đo. Điều này nghĩa là có sự tác động tức thời lên hệ ngay khi Alice thực hiện phép đo.Trạng thái kết dính lượng tử là một trạng thái rất đặc biệt, mà đến nay chưa lý thuyết nào mô tả đầy đủ về nó. Trạng thái này được coi là một tài nguyên vô cùng quý giá trong nghiên cứu khoa học thông tin lượng tử.