年終盤點，準備個「研究亮點報導」！
本研究關注於如何利用量子感測技術，突破傳統量測的靈敏度極限，以提升重力波偵測的精確度與頻段覆蓋範圍。
來自數百萬光年外的重力波訊號極其微弱，量測過程常受限於量子雜訊，成為目前重力波天文學的重要瓶頸之一。本研究團隊結合量子光學、精密量測與重力波物理，發展並分析多種量子增強量測方法，例如利用量子噪音壓縮態與糾纏光來降低量測雜訊，並評估其在實際重力波干涉儀中的可行性與效益。
透過量子感測策略，可在不大幅改變現有儀器架構的情況下，顯著提升偵測靈敏度，對重力波觀測具有關鍵助益。
代表性學術論文（量子感測／量子雜訊／重力波相關主題）
李瑞光在2015年以光學理論相關研究工作，獲得第一次傑出研究獎後，便開始建立量子光學實驗室。在國家科學及技術委員會、國立清華大學、學生與博後們的支持下，於2018年我們在清華大學校園內，完成全臺第一個量子噪音壓縮態實驗。並於 2024年以量子光學實驗工作，獲得第二次傑出研究獎。
基於這項量子技術，我們被邀請加入全球重力波探測器合作團隊。
透過全球合作，我們在2020年共同實現全世界第一個先進重力波探測器升級所需要之頻率相關量子噪音消除
[Phys. Rev. Lett. 124, 171101
(2020).]。
接著，在2022年，我們的清華大學團隊首次將機器學習應用在量子光學實驗上 [Phys. Rev. Lett. 128,
073604 (2022).]，並針對量子機器學習，被邀請撰寫回顧性論文 Advances in Phys. X 2165452
(2023).]。
李瑞光教授目前是日本神岡重力波探測器(KAGRA)科學委員會副主席，並且擔任量子噪音壓縮子系統首領，帶領清華大學，東京大學，日本國立天文台(NAOJ)，韓國天文與太空中心(KASI)，法國粒子與宇宙學研究所(APC),
與義大利特倫托大學，共同將量子噪音壓縮技術，安裝到日本神岡重力波探測器。
同時間，李瑞光教授也是 LIGO-Virgo-KAGRA 全球 3000 人合作團隊，與下一代全球重力波網路(IGWN)的規劃委員。
重要研究里程碑包含：
完成全球第一個與頻率相關的量子噪音壓縮實驗，與其對重力波干涉儀靈敏度之影響，並提出具實驗可行性的量子感測改良方案。
潛在應用或影響
基礎科學：提升重力波觀測能力，有助於研究黑洞合併、中子星碰撞及早期宇宙演化。
精密量測技術：量子感測方法可延伸應用至高精度時間、頻率、重力與慣性量測。
長期產業影響：相關技術概念可為未來量子科技、光學感測與高端儀器研發奠定基礎。
相關資料請見：
國科會 2024 傑出研究獎：完成全臺首例量子噪音壓縮實驗 ，增進人類對宇宙的認識與了解
SPEC:【專題企劃16】李瑞光量子噪音壓縮研究，讓走出太陽系之外成為可能
OPTICA Fellow 2024
Ray-Kuang Lee
National Tsing Hua University, Taiwan
For demonstrated quantum machine-learning, and the implementation of
quantum noise reduction for the advanced gravitational wave detectors,
and the development of quantum noise squeezing
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