Квантовый бит, или кубит, — фундаментальная единица квантовой информации — подобен едва различимому шёпоту в море голосов. Обычный усилитель делает этот шёпот громче, но вместе с ним усиливает и хаотичный гул, маскируя суть. Физики разработали устройство, порождающее два идентичных сигнала-шёпота на разных частотах — оригинал и его эхо.

При сложении полезный шёпот удваивается, а беспорядочный шум сам себя ослабляет — это явление называется деструктивной интерференцией. Метод напоминает спектроскопический анализ: разложение сигнала на частотные компоненты, позволяющее вычленить слабые послания из мешанины помех.

Квантовая механика диктует жёсткое правило: даже идеальный усилитель неизбежно добавляет минимум полкванта шума — это фундаментальный предел, известный как стандартный квантовый предел. Новый метод обходит его, используя скрытую корреляцию между копиями сигнала, порождёнными одним источником. В результате считывание состояний кубитов становится точнее — аналогично тому, как фотометрические измерения яркости звезды через два независимых телескопа позволяют исключить инструментальные ошибки. За этими прорывами стоят десятилетия фундаментальных исследований: Джон Бардин раскрыл механизм сверхпроводимости, а Дэвид Вайнленд разработал методы неразрушающего измерения квантовых систем.