Wygląda jak plamy farby na głębokim czarnym aksamicie. Gęsta, jasna gromada gwiazd. To jest Messier 79 (M79). Znajduje się ponad 40 000 lat świetlnych od Ziemi. Zdjęcie wykonane przez Kosmiczny Teleskop Hubble’a jest niemal zbyt doskonałe. Pokazuje gromadę gwiazd, o której myślałeś, że nie powinna się tam znajdować.
Większość zniekształceń kulistych krąży w pobliżu centrum naszej galaktyki. Są to starożytne kotwice jądra Drogi Mlecznej. M79 jest inny. Znajduje się daleko poza centrum Galaktyki, na „przedmieściach” Galaktyki. Odległość ta stwarza problem w przypadku modeli standardowych. Wskazuje na burzliwą historię. Niektórzy astronomowie uważają, że gromada ta nie narodziła się w naszej galaktyce. Uważają, że powstało gdzie indziej. A potem został porwany.
Teoria porwań gwiazd
Matematyka potwierdza teorię uprowadzeń. M79 powstała około 11,7 miliarda lat temu. To sprawia, że jest to jedna z najstarszych struktur w lokalnym Wszechświecie. Ale spójrz na liczby. Podczas gdy wiele gromad kulistych zawiera do miliona gwiazd, M79 zawiera tylko około 150 000. Rozciąga się na obszarze o szerokości około 120 lat świetlnych. Gęstość ta jest niższa niż w przypadku typowych gromad Drogi Mlecznej.
Lokalizacja jest prawdziwą wskazówką. Jest zbyt daleko od centrum Galaktyki, aby naturalnie uformować się w naszym dysku. Wiodąca hipoteza głosi, że pochodzi z galaktyki karłowatej. Ta galaktyka karłowata później zderzyła się z Drogą Mleczną lub została przez nią wchłonięta. Gromada znalazła się w potyczce grawitacyjnej. Pozostaje. To nigdy nie odeszło.
Odczytywanie gwiazd w danych Hubble’a
Rozdzielczość Hubble’a pozwala nam odczytać historię życia gromady według koloru. Gwiazdy biało-żółte to gwiazdy ciągu głównego. Spalają wodór, podobnie jak nasze Słońce. Czerwone olbrzymy są w fazie końcowej. Pęcznieją i umierają. Reprezentują najstarszą generację gwiazd w grupie.
Następnie są niebieskie gwiazdy. To nie są młodzi, błękitni nadolbrzymy. To są stare gwiazdy. Zużyli paliwo wodorowe. Teraz spalają hel. Wyglądają na niebieskie, ponieważ są gorące i kompaktowe. Ich obecność mówi nam o wieku gromady i etapie jej ewolucji.
Ale najciekawsze są słabsze niebieskie gwiazdy. Prawdopodobnie są one efektem kolizji. W gęstym środowisku takim jak M79 gwiazdy zderzają się ze sobą. Podwójne gwiazdy łączą się. W wyniku tych zderzeń powstają cieplejsze i bardziej niebieskie obiekty. To chaotyczna dzielnica gwiazd. Światło, które widzimy, nie pochodzi tylko od pojedynczych gwiazd. Pochodzi z blizn po ich interakcjach.
Rozkład typów gwiazd w M79 sugeruje wyjątkową historię powstawania, inną niż gromady w jądrze Drogi Mlecznej.
Dlaczego jest to ważne dla ewolucji galaktyk?
Jeśli M79 naprawdę jest kosmitą, zmienia to nasze rozumienie procesu wzrostu galaktyk. Galaktyki nie rosną jedynie poprzez tworzenie gwiazd na miejscu. Rosną, zjadając swoich sąsiadów. Małe galaktyki wpadają w duże. Ich gromady gwiazd stają się częścią większego systemu. M79 to zapis kopalny tego procesu.
Badanie tych obcych gromad pomaga nam mapować historię Drogi Mlecznej. Pokazuje, które galaktyki karłowate zostały skonsumowane miliardy lat temu. Pokazuje, jak nasza galaktyka rozrosła się z małej kępy w masywną galaktykę spiralną. Bez tych przechwyconych gwiazd mielibyśmy martwy punkt
Rozbieżność między demonstracjami w laboratoriach a wpływem na świat rzeczywisty stale rośnie. To nie jest kwestia braku ambicji. To kwestia fizyki.
Kiedy większość ludzi słyszy „komputer kwantowy”, wyobraża sobie maszynę, która natychmiast rozwiązuje złożone problemy. Wyobrażają sobie złamanie szyfrowania. Przełomy w medycynie. Modelowanie klimatu, które faktycznie działa. Rzeczywistość jest znacznie bardziej zagmatwana. Tworzymy systemy niezwykle delikatne.
Problem z hałasem
Kubity nie pozostają w spoczynku. Wchodzą w interakcję ze wszystkim, co ich otacza. Wahania temperatury. Fale elektromagnetyczne. Już sam akt pomiaru załamuje ich stan w nieprzewidywalny sposób.
„Dekoherencja jest wrogiem”.
Dlatego korekcja błędów pochłania tak dużo energii i przestrzeni. Dla każdego użytecznego kubitu logicznego może być potrzebnych tysiąc kubitów fizycznych, aby zapewnić jego stabilność. Nie rozwiązaliśmy jeszcze tego problemu ze skalowaniem.
Która architektura wygra?
Nie ma konsensusu co do najlepszej ścieżki rozwoju. Firmy stawiają na różne podejścia.
- Obwody nadprzewodzące: Szybkie działanie, ale wyjątkowo wrażliwe na zakłócenia. Przodują tu Google i IBM.
- Uwięzione jony: Wolniejsze, ale stabilniejsze. IonQ i Quantinuum idą tą drogą.
- Systemy fotoniczne: Pracują w temperaturze pokojowej, ale trudno je zwiększać. PsiQuantum bada to podejście.
- Kubity topologiczne: Teoretycznie stabilne. Microsoft dużo inwestuje w tę spekulacyjną technologię.
Każde podejście wiąże się z kompromisami. Szybkość kontra stabilność. Skalowalność kontra kontrola.
Co to oznacza dla nas?
Wciąż żyjemy w epoce hałaśliwej skali pośredniej (NISQ). Maszyny te mogą wykonywać niektóre zadania lepiej niż klasyczne komputery. Nie mogą jednak niezawodnie uruchamiać dowolnych algorytmów.
Moment pojawienia się odpornych na błędy obliczeń kwantowych pozostaje niepewny. Szacunki wahają się od pięciu do dwóch dekad. Niektórzy eksperci twierdzą, że być może nigdy nie uda nam się tego osiągnąć na skalę masowego konsumenta.
Cykl szumu jest prawdziwy. Podobnie jest z postępem. Różnica jest subtelna. I to ma znaczenie.
