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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
1.3亿次点击阅读 “双奥之城·看典”展示最美北京******
中新网北京2月21日电 (徐婧 杜燕)2月1日至20日，2022北京新闻中心“双奥之城·看典”展示活动以“一天一主题、一图一故事”的访谈形式，从百姓视角讲述人文北京、科技北京、绿色北京的生动故事。截至2月20日，“看典”活动累计直播点击和阅读量达到1.3亿次。
2022北京新闻中心举办的展示活动——“双奥之城·看典”访谈，策划了20场以北京历史文化名城保护、城市建设和社会发展、生态环境保护、社会保障和民生事业发展、冬奥情缘与冰雪运动等为主题的直播活动。
名城建设，共同守护
拥有3000余年建城史和800多年建都史的北京，是一座享誉世界的历史文化名城。这座城市不仅拥有七大世界文化遗产，还拥有伟大而壮美的城市中轴线，更有数不清的文物古迹和历史遗存，历史底蕴十分深厚。
北京独有的壮美秩序，由全长7.8公里的中轴线建立而产生。中轴线将北京城清晰地“规制”起来，前朝后市、左祖右社、坛台四环，承载的文化生生不息。在“行走在中轴线上”专场，中国文物学会会长、故宫博物院学术委员会主任单霁翔从个人的角度为观众讲解了中轴线的文化内涵，并借由中轴线向南北延伸、引领北京城市走向未来而引出“活态遗产”的概念；清华大学国家遗产中心主任吕舟为观众介绍了北京中轴线申遗的相关工作和中轴线符合哪些世界遗产技术性标准，并呼吁大家一起关心、参与到北京中轴线的保护和讲述当中，爱遗产、爱城市。
图为2022北京新闻中心2月1日至20日举办的展示活动“双奥之城·看典”。 中新社记者 刘文曦 摄城市“进化”，创新蝶变
人民大会堂、国家大剧院、北京大兴国际机场、国家速滑馆……一个个地标建筑，见证了北京在发展中不断优化城市格局，完善城市服务，建设国际一流的和谐宜居之都的轨迹。“新地标——北京城市的‘进化史’”专场上，这些地标的建筑师们介绍了建筑的诞生故事，讲述了他们眼中的城市“进化史”。
不断“进化”着的还有北京的轨道交通。地铁是城市融入现代化交通的显著标志，同时也是城市发展和科技水平的重要体现。
从2008到2022，一座城市、两段奥运缘。14年来，从奥运支线到冬奥支线，从8条线、200公里到27条线、近800公里。飞速发展的北京轨道交通不仅承载着亿万人的“奥运情”“北京梦”，也见证了“双奥之城”的蝶变。在“从北京的地下路过”主题上，北京市轨道交通相关负责人带领观众“复盘”了北京地铁的发展史，也分享了他们在北京的地铁站设计、地铁驾驶等工作中发生的有趣故事。
绿色生态，全民共享
近年来，北京的生态建设取得了显著成果，越来越多的湿地公园、优美河湖出现在市民身边，成为备受市民喜爱的休闲观光区。
2月2日是“世界湿地日”，当天的活动以“乘风破浪的‘治水人’”主题，邀请了延庆区自然保护地管理处副主任刘雪梅，延庆区自然保护地管理处科普宣教科科长李昀倩等嘉宾参与直播，与直播间的市民畅聊他们各自在保护湿地、评选优美河湖和担任“河长”的工作中发生的故事。
北京日报报业集团记者叶晓彦介绍，随着优美河湖评定工作的开展，这一评定正在从专业化向大众化过渡，也正有越来越多的市民群众能够参与河湖治理和保护的工作中来。共治、共管、共享，北京美好的生态环境是大家共同参与维护的结果。
冰雪之上，圣火“飞扬”
在“双奥之城·看典”的直播间里，有冬奥会和冬残奥会的火炬火种灯的设计者，也有服务冬奥保障的工作者，还有努力推动冰雪进校园、推进实现“三亿人上冰雪”目标的民间奥运文化的推动者。他们在“双奥之城·看典”中讲述了自己与冬奥、与冰雪的缘分，与观众分享了奥运精神与冰雪运动赋予自己的激情与快乐。
2月4日是2022北京冬奥会的开幕日，奥运圣火在鸟巢点燃。当天的直播以“圣火飞扬”为主题，邀请了冬奥会和冬残奥会的火炬火种灯的设计者李剑叶，奥运特许商品销售相关负责人饶杰以及奥运藏品收藏者张文全等嘉宾参与活动，分享他们各自与奥运的缘分。
冬奥会火炬“飞扬”的设计者李剑叶讲述了在从设计到成品中自己团队经历的众多幕后故事，象征着生命力的火炬外形、体现传统文化的榫卯结构、凸显绿色理念的环保氢燃料等，回顾先进科技与中华文化在火炬上完美融合的历程。
“最密”站网，精准监测
天气是冬奥会成功举办的重要因素之一。2月9日，以“太阳照常升起”为主题的直播活动，邀请延庆区气象服务组副组长张曼，北京市气象台首席预报员、冬奥开闭幕式预报服务保障团队队长翟亮等嘉宾参与，为观众介绍了2022北京冬奥精准气象服务使用的创新科技，以及冬奥气象保障里有关监测、科研和预报的“奥秘”。
据介绍，北京在“十里不同天”的海陀山建设了17套自动气象站、4套便携自动气象站的地面监测系统，还在赛区建设了S波段天气雷达、激光测风雷达的垂直监测系统，完成了延庆赛区周边38套自动气象站的升级改造工作，组建的“三维、秒级、多要素”的气象综合监测系统，是目前冬奥会历届赛事中最为稠密的监测站网。
截至2月20日，“双奥之城·看典”活动累计直播访问量达8105.7万次，累计网络点击率达突破5000万次，直播点击和阅读量达到1.3亿次。未来，北京将用更具时代气息和人文关怀的美好与繁荣，向世界展示“双奥之城”的独特风采。(完)
（文图：赵筱尘 巫邓炎） [责编：天天中] 阅读剩余全文（）  视觉焦点
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