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时空穿越不再是梦？科学家成功模拟“全息虫洞”！******

　　近日，科学家打造出

　　“全息虫洞”的消息冲上热搜

　　引发了大家的讨论

　　虫洞是什么？

　　我们真的能用它穿越时空吗?

　　今天一起了解虫洞

　　01虫洞？是虫子住的洞吗？

　　宇宙中的虫洞是科学家推测可能存在的一种特殊隧道，它的两头连接着两个遥远的时空，理论上说，如果能从虫洞的一端穿越到另一端，就能实现超越光速的时空旅行。

　　电影《星际穿越》中结尾主角就是进入了虫洞，发生了时空穿越。感兴趣的同学可以去看看哦！

　　图源：截图 电影星际穿越中的画面

　　要理解虫洞，我们首先要理解“黑洞”和“白洞”。在霍金的两大科普著作《时间简史》《果壳中的宇宙》的帮助下，黑洞这一概念早已深入人心。它是在恒心死亡时，由于体积收缩，密度变大，获得使光也无法逃脱的巨大密度的一种天体。而所谓白洞，其实就是和黑洞具有相反性质的特殊天体，特点是不断往外“吐”出东西，只发射而不吸收。

　　一个吞噬一切，一个“吐出”一切，大家可以想象一下，如果一个黑洞恰好连上了一个白洞时会怎么样呢？这时就会形成虫洞（worm hole）。

　　图源：中科院理论物理研究所 虫洞示意图

　　1915年，爱因斯坦提出了广义相对论，在爱因斯坦的理论中，空间和时间不再是绝对的、不可变的，而是可塑的、相互依存的，且它们会受物质存在的影响。1935年，爱因斯坦和他的助手罗森在广义相对论的框架下研究黑洞，首次提出“爱因斯坦-罗森桥”的概念，这座“桥”连接了时空中两个不同区域的通道。上世纪50年代，物理学家惠勒将这座桥命名为“虫洞”。

　　这听起来是不是很令人心动？进入虫洞，你可能会出现在宇宙的任意一个角落，甚至穿越时空，改写你的人生，重新选择你曾经后悔的事。然而，虽然广义相对论允许虫洞的存在，物理学家还从未在宇宙中观测到虫洞，目前只有黑洞被人类实际观测。

　　 02量子虫洞又是啥？

　　虽然我们还没有在宇宙中发现虫洞，但现在科学家们创造出了虫洞，还观察到了信息在虫洞之间传递的现象。不过，先别想着穿越时空，这个虫洞并非上述所讲的引力虫洞，而是一个量子虫洞。

　　日前，英国《自然》（Nature）杂志发表的一篇论文首次报道了利用一台量子处理器对全息虫洞进行量子“模拟”。这个全息虫洞成功地将量子态通过虫洞，由一个量子系统传递到了另一个量子系统。

　　如果我们想象中可以时空旅行的虫洞叫作“时空虫洞”的话，量子态的量子虫洞则可以称之为“微型虫洞”。

　　那么，研究量子虫洞有什么用呢？

　　这是因为，广义相对论和量子力学虽然各自都发展了很长一段时间，但它们之间仍然有一个根本性的“冲突”——量子引力。

　　具体来说， “广义相对论”描述了引力且在恒星、行星、银河上等大尺度上都适用；而“量子力学”描述了其他3种作用在微观尺度的基本力。这二者是否有“握手言欢”的可能？这就要看量子引力的表现。

　　物理学家们当然想通过实验去检验，但很遗憾，量子引力的能量与尺度，此前的实验室条件是无法模拟和观测的。而这就是“全息”的用武之地，它可以帮助物理学家创建一个与原始系统相当，但不太复杂的系统。这类似于用二维全息图显示三维图像的细节。

　　03量子虫洞是怎么创造出来的？

　　2019年谷歌的物理学家们提出了一种实验假说，认为一个在物理实验室中可以再造的量子态，能被解释为在两个黑洞之间的虫洞中穿越的信息。

　　现在，来自谷歌、MIT、费米实验室和加州理工学院的科学家们，用9个量子位、1台量子计算机模拟出了对应的量子动力学。在同一个量子芯片中，他们创建了两个纠缠的量子系统，并将一个量子位放入其中一个量子系统。结果，他们在另一个量子系统中观察到了这个量子位“穿越虫洞”而来的信息，结果符合预期的引力性质。

　　这是什么意思？大家可以设想在两组纠缠粒子之间，穿上一根电线或其它任何的物理连接，让粒子们编码出虫洞的两个口。

　　在这种耦合作用下，操作其中一侧的粒子，会引起另一侧粒子的变化。这样就有可能在两侧粒子之间撑开一个虫洞。

　　图片来源：inqnet/A.Mueller 量子计算机的模拟显示了信息如何通过虫洞

　　尽管存在争议，但是这项前所未有的实验，探索了时空以某种方式从量子信息中产生的可能性。随着量子装置的不断改进，错误率会更低，芯片会更强，那么对引力现象的研究也会更加深入。

　　END

　　资料来源：中科院物理所、极目新闻、科技日报、环球科学、量子位

　　整理：董小娴

读懂新年贺词中的“奋斗密码”******

　　旧岁已展千重锦，新年再进百尺杆。习近平主席在2023年新年前夕，发表了温暖明亮、直抵人心的新年贺词。透过新年贺词，我们可以从“年终盘点”中找寻奋斗的身影，从“频频金句”中感受时代的温度，更能从“惦念嘱托”中获取奋斗的“密码”。胜利属于奋斗者，星光不负赶路人，广大党员干部群众当从新年贺词出发，瞄准未来中国的美丽图景，用奋斗的姿态走好新的赶考之路。

　　勇担奋斗之责。2022年是极不平凡的一年，我们看到了“上天、入地、下海”的科技之美，看到了冰雪健儿奥运盛会上的竞技之美，看到了祖国广袤土地上硕果累累的丰收之美……这些“美丽画卷”的形成源于以习近平同志为核心的党中央的正确领导，源于广大党员干部群众追求美好生活的奋斗之力。党的二十大擘画了全面建设社会主义现代化国家、以中国式现代化全面推进中华民族伟大复兴的宏伟蓝图，吹响了奋进新征程的时代号角。光景越是美好、征途越是光明，越需要我们持续奋斗、勇毅前行，越需要我们争做“主人翁”，始终做到把自己摆进事业中，把责任扛在肩膀上，不断强化“强国有我”的奋斗担当，奋力把党的二十大绘就的蓝图变成现实，继续把中华民族伟大复兴的历史伟业推向前进。

　　砥砺奋斗之志。2022年是极具挑战的一年，但广大党员干部群众奋斗的志气没有消磨，攻坚的毅力没有减退，一幅幅平凡英雄的斗争光影令人难忘，“疫情要防住、经济要稳住、发展要安全”的要求在克难攻坚中得到落实，中国经济顶住压力、稳中求进。事实证明，志之所趋，无远弗届；志之所向，无坚不入。迈向新征程，风险与机遇同在、挑战与发展共存，我们须牢记习近平总书记“路虽远，行则将至；事虽难，做则必成”的殷殷嘱托，在伟大民族精神中汲取源源不断的斗争养分，不断涵养志气和毅力，以最饱满最昂扬的斗争姿态，把宏伟目标变为美好现实。

　　凝聚奋斗之力。独行者快，众行者远，正如习近平主席在新年贺词中提到的“14亿多中国人心往一处想、劲往一处使，同舟共济、众志成城，就没有干不成的事、迈不过的坎”。力量源于团结，团结来自人心，团结就是胜利。在过去一年里，我们忘不了“天使白”“守护蓝”“志愿红”以团结之力抗击疫情，忘不了党政军民团结一心抢险救灾，也忘不了冬奥会上冰雪健儿传递出“更团结”的心愿……在以中国式现代化全面推进中华民族伟大复兴的新征程上，每个人都不是“孤勇者”，都是参与者、书写者、奋斗者，只有心往一处想、劲往一处使，才能凝聚起战胜前进道路上各种风险挑战、打开事业发展新天地的磅礴力量。

　　走过泥泞，方知大道珍贵；历经风雨，更觉阳光美好。2023年如约而至，在新年贺词这首温暖的“新年序曲”之下，让我们勇担奋斗之责、砥砺奋斗之志、凝聚奋斗之力，去迎接明天更有力量、更有希望的中国！（张磊）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）