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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

与他们在一起，习近平讲述“向未来”的冬奥故事******

　　(近观中国·冬奥)与他们在一起，习近平讲述“向未来”的冬奥故事

　　中新社北京2月1日电 题：与他们在一起，习近平讲述“向未来”的冬奥故事

　　作者 钟三屏

　　中国最高领导人习近平五次实地考察冬奥筹办，每一次都有与青少年、运动员的交流环节。

　　在一个人的成长轨迹中，少年时代总是未来成材的映照；翻阅一个国家的发展史，少年往往是未来强盛的关键。与冰雪少年在一起，习近平讲述的是一个面向未来的故事。

　　——中国的未来。

　　习近平与冰雪少年交流时，几度谈及自己的冰雪往事。

　　他曾经也是一名冰雪少年，年少时常在北京什刹海滑冰，“穿着冰鞋不管大小就上去了”；他爱看冰球、速滑、花样滑冰、雪地技巧，特别喜欢冰球，认为“不仅需要个人力量和技巧，也需要团队配合和协作，是很好的运动”。

　　与自然严寒相伴，冰雪运动被视为人类突破自我的勇敢追逐，驰骋于冰雪之上的少年是“野蛮其体魄”的生动呈现——在习近平眼中，“‘野蛮其体魄’就是强身健体”。

　　“国也者，积民而成”，放之于历史的时空坐标，国运兴衰无不系于人民，尤其是青年一代。观察家认为，习近平多次强调“少年强则中国强”，说的正是这个道理。

　　冬奥之于中国，有着一个新的宏阔意涵。从百余年前的“奥运三问”开始，奥林匹克就与中国有了一种梦想的联结。当两者再度相遇，中国在冬奥故事里映照出一个关于未来的梦想模样。

　　“每个人的梦想、体育强国梦都与中国梦紧密相连”。少年，自然是这个未来之梦的现实表达。

　　——冬奥的未来。

　　从另一个视角来看，冰雪少年也承载着冬奥的未来。

　　习近平经常勉励冰雪少年，“中国冰雪运动寄希望于你们”。借助冬奥会举办契机，中国通过教会一个孩子、带动一个家庭，“小手拉大手”的形式使得冰雪运动蔚然成风。这改写的不仅是“中国冰雪运动不进山海关”的历史，更是世界冬季运动的未来版图。

　　大众参与关乎体育未来。作为奥林匹克运动中的重要组成，冬季运动在世界范围内的普及程度远不如夏季项目。2014年，当习近平在俄罗斯索契提出中国“预计可以带动两三亿人参与”冰雪运动时，在场的国际奥委会主席巴赫为之动容。

　　有外媒以“宏伟的计划”描述中国“带动三亿人参与冰雪运动”的蓝图，特别称赞冰雪运动正成为中国孩子的一门必修课，并将此称为改变世界冬季运动的“巨大推动力”。

　　如今，这一愿景已然成为现实。数据显示，截至2021年10月，中国全国冰雪运动参与人数达3.46亿人，18岁以下参与者就有0.46亿人。

　　中国冰雪少年，无疑是未来冬季运动图景中灵动的构成。

　　——世界的未来。

　　“一起向未来”，这是北京冬奥会、冬残奥会的主题口号，也是全人类的共同追求。

　　2018年在与俄罗斯总统普京共同观看中俄青少年冰球友谊赛时，习近平说，比赛令人振奋，从中也看到了两国青少年的友谊。普京则说，希望这样的青少年冰球运动能成为两国友谊的新纽带。

　　冰球场上，你来我往才精彩，你追我赶共进步。冰球少年所呈现的，正如人类对未来世界的向往：于团结合作中互利共赢。

　　这与奥林匹克运动的题中之义不谋而合——国际奥委会将“更团结”加入到奥林匹克格言中，就是呼吁世界合作共创未来。

　　体育超越国界，友谊在少年中滋长，未来在此刻书写。

　　与冰雪少年在一起，习近平讲述一个“向未来”的冬奥故事。正如他常言，“自古英雄出少年”，如今冰雪少年初长成，他们在冬奥故事里写下的是中国与世界广阔的未来。(完)(图片素材来源：新华社、中新社、北京2022年冬奥会和冬残奥会官网)

出品人：陈陆军

总策划：王晓晖

监制：张红、夏宇华

策划：郭金超

统筹：梁晓辉、王凯

主笔：邢翀

视觉|编辑：张舰元、李雪瑶、马学玲

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）