LIGO是美国的一个大型科学项目，旨在探测时空中的涟漪，即引力波。我们能探测到的主要是由黑洞和中子星合并产生的。

这些引力波需要非常灵敏的设备来探测，加州理工学院的科学家最近实施了一种“频率相关的量子压缩”技术，将LIGO的保真度推到了量子极限之外。

从本质上说，通过压缩光来操纵振幅或相位上的量子不确定性，LIGO希望能发现60%以上的合并。

激光干涉仪引力波天文台，简称LIGO，是一个巨大的项目，分为两个专门建造的设施(在华盛顿和路易斯安那州)，为一个任务建造——探测引力波。阿尔伯特·爱因斯坦的广义相对论预言，几乎所有的东西都会发出引力波，但大多数都太弱了，无法探测到。

我们能观测到的黑洞主要是由黑洞和中子星合并产生的，它们在时空中发出涟漪。这些涟漪很难被探测到，这就是为什么LIGO需要能够探测到比人类头发丝小几千万亿倍的涟漪。LIGO在2015年完成了它的主要任务，而引力波候选者的名单只会越来越多。该项目甚至能够捕捉到两个黑洞合并的声音。

但这并不意味着ligo(使用强大的激光和巨大的镜子进行测量)在持续寻找引力波的过程中不会面临巨大的工程挑战。最大的障碍之一是所谓的量子极限，这是一个由量子力学定律决定的阈值，它说明了在亚原子领域内可以测量的微小程度。在这些令人费解的小尺度上，亚原子粒子之间的空间实际上充满了量子噪声，而这种噪声会干扰LIGO极其敏感的测量。

在功能上，激光在量子水平上变得模糊。一个模糊的测量工具给出的读数远不如一个清晰的测量工具精确。

现在，来自加州理工学院的科学家们说，LIGO已经清除了这个量子障碍，从本质上讲，它是根据通过的引力波的频率“挤压”这些激光的光——自今年5月设备重新上线以来，这种方法一直在使用。这项技术的结果被恰当地称为“频率相关的量子压缩”，该研究报告称，这可以帮助LIGO发现比以前多60%的合并。

“现在我们已经超越了这个量子极限，我们可以做更多的天文学研究，”加州理工学院的合著者兼物理学助理教授李·麦卡勒在一份新闻声明中说。“LIGO使用激光和大型镜子进行观测，但我们的灵敏度水平意味着设备会受到量子领域的影响。”

麦卡勒将这种挤压过程描述为类似于创造一个气球动物——操纵气球的一部分本质上扭曲了另一部分。在量子力学中，这是不确定性原理的结果，即你不能同时知道光的相位(位置)和振幅(功率)。

在2019年(经过多年的调整)，LIGO开始使用量子压缩来试图操纵这种不确定性。但每次它们减少相位的不确定性，只会增加振幅的不确定性。这反过来又会导致探测问题——ligo对引力波的高频部分异常敏感，但对低频部分不太敏感。

因为LIGO需要访问许多频率来捕捉整个引力波(如果倾斜，我们的耳朵可以探测到它，听起来有点像滑梯哨子)，这个新的“频率依赖”拼图根据通过探测器的频率来压缩光。振幅被压缩以最好地探测较低的频率，相位被压缩以最好地探测较高的频率，有效地超越了量子极限，创造了科学家们所谓的“双赢”局面。

像许多世代的科学实验一样，这项技术将对量子计算、微电子和下一代引力波设施(如宇宙探索者)产生深远的影响。

事实证明，探索非常小的东西可以产生非常大的影响。