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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

最新动态：俄宣布更换特别军事行动总指挥 乌方在基辅实施联合反情报行动******

　　新华社北京1月12日电综合新华社驻外记者报道：俄罗斯国防部长绍伊古11日宣布更换俄对乌克兰开展特别军事行动区域联合部队总指挥，由俄武装力量总参谋长格拉西莫夫出任。同日，乌克兰国家安全局与乌国家警察局和军事执法部门在首都基辅实施了联合反情报行动。

　　——俄国防部表示，提高特别军事行动的管理层级与“行动中待解决任务范围的扩大、在不同军种间组织更为密切的互动、提高不同类型的保障质量和部队编队的管理效能”有关。国防部网站消息说，原特别军事行动区域联合部队总指挥、俄空天军总司令苏罗维金大将，俄陆军总司令萨留科夫大将以及俄武装力量副总参谋长基姆上将出任特别军事行动区域联合部队副总指挥。

　　——乌克兰国家安全局11日在社交媒体发布消息说，当天上午在基辅实施联合反情报行动期间，重点检查了乌内阁等国家机关工作区和周边区域，目的是加强对重要国家机构及相关人员的安保。

　　——俄总统普京11日在主持本年度首次政府工作视频会议时宣布，俄计划提升国防能力并解决保障特别军事行动参战部队的所有问题。他表示，无论面临何种外部压力，俄罗斯须在近期内彻底解决自主发展问题。

　　——欧盟委员会主席冯德莱恩和北约秘书长斯托尔滕贝格11日宣布，双方将成立联合工作组以更好保护交通、能源、数字和太空等领域的关键基础设施，防止北溪天然气管道遇袭等类似事件重演。

　　——波兰总统杜达11日说，波兰将向乌克兰提供一个连的德国造“豹”式坦克。这将是西方国家首次向乌提供被认为是进攻型武器的西方制造主战坦克。据波通社报道，杜达当天在乌西部城市利沃夫与乌总统泽连斯基和立陶宛总统瑙塞达举行会晤。据悉，一个坦克连通常有14辆坦克，波兰目前拥有200多辆不同型号的豹-2型坦克。

　　——爱沙尼亚外交部11日通知俄罗斯驻该国大使，爱沙尼亚政府决定在2月1日前将俄驻该国使馆人员减半。爱沙尼亚外交部新闻局表示，此举旨在确保两国外交使团的工作人员数量对等。

　　——乌克兰国家通讯社10日报道，乌国家核能监管局代局长奥列格·科里科夫说国际原子能机构已同意乌方提议，即将向切尔诺贝利核电站在内的所有乌方核电站派遣观察团。观察团将负责观察袭击活动对核设施的影响。

　　——乌克兰国家统计局10日发布物价报告说，2022年乌克兰通货膨胀率为26.6%，创2015年以来新高。报告说，过去一年乌克兰食品、运输和燃油价格涨幅最大，分别上涨34.4%、42.9%、69.4%。2023年乌国家预算法案预计今年的通胀率为28%。（参与记者：李东旭、华迪、任珂、张章、陈琛）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）