Сверхчуткий микрофон пытается уловить шёпот далёкой галактики. Но сам микрофон дрожит от тепла — его атомы пляшут, как попкорн на сковородке. Физики называют этот пляс тепловым шумом, и он часто заглушает слабые сигналы. В детекторах гравитационных волн — приборах, ловящих дрожание самого пространства, — ситуация похожая. Исследователи придумали простой показатель — долю квантового шума. Он показывает, можно ли улучшить прибор с помощью квантовых фокусов, например, сжатого света (когда неопределённость одной характеристики уменьшают за счёт другой, как будто сдавливают воздушный шарик — в одном месте тоньше, в другом толще).

Оказалось, что почти для всех высокочастотных детекторов — тех, что слушают космос на частотах от тысяч до миллиардов колебаний в секунду, — доля квантового шума близка к нулю. Тепло полностью правит бал, и никакие квантовые ухищрения не помогут, пока прибор не охладят до сверхнизких температур. Только один тип устройства вырывается из этого теплового рабства. Это крошечный акустический резонатор — по сути, кристалл, который звенит на частоте 1 гигагерц, как миниатюрный камертон. Когда его охлаждают до 10 милликельвинов (это в сто раз холоднее, чем температура реликтового излучения в космосе), доля квантового шума взлетает до 0,98. Почти идеальная площадка для квантовых экспериментов.

Но даже если собрать целую армию из 10 000 таких резонаторов и снабдить их квантовым сжатием, чувствительность всё равно останется в триллион раз хуже, чем нужно, чтобы услышать космический гул от первых мгновений Вселенной. Разрыв колоссальный, и он говорит о том, что главная проблема пока не в квантовой механике, а в обычной инженерной точности. Нужно улучшать сами материалы, изоляцию от вибраций и другие классические параметры — только тогда квантовые трюки смогут дать настоящий прорыв.

Так что погоня за гравитационными волнами высоких частот напоминает попытку расслышать шёпот на рок-концерте: сначала нужно выключить грохот тепловых барабанов, а уже потом настраивать квантовый слух.