Многие биомолекулы, в частности аминокислоты, существуют в двух зеркальных формах — как левая и правая рука, или как музыкальные ноты, звучащие почти одинаково, но с критической разницей: одна форма может быть лекарством, другая — ядом. Уловить это отличие стандартными методами мешает фундаментальный квантовый шум — неустранимые флуктуации, подобные гулу вентилятора в комнате, заглушающему тихие звуки. Обычная спектроскопия здесь бессильна: её чувствительность ограничена дробовым шумом фотонов.

Исследователи применили технику сжатого света — квантового состояния, в котором неопределённость одной характеристики (например, фазы) резко снижена за счёт увеличения неопределённости другой (амплитуды), согласно принципу неопределённости Гейзенберга. Это похоже на то, как если бы вы прикрутили вентилятор, чтобы расслышать тихий звонок: шум в нужной области подавляется, а в менее важной — возрастает. Такой подход позволил различить левые и правые аминокислоты прямо в обычной воде, без сложной пробоподготовки. Чувствительность измерений выросла на 5 децибел — это эквивалентно способности уловить шёпот с расстояния вдвое большего, чем раньше.

Теперь световые измерения на основе сжатого света открывают путь к экспресс-контролю чистоты лекарств, диагностике болезней по молекулярным признакам и даже поиску внеземной жизни: баланс зеркальных форм углеродных соединений может стать ключом к разгадке биологической активности в далёких мирах.