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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

相知“冰雪”中，习近平成就中外互动的另一种叙事******

　　(近观中国·冬奥)相知“冰雪”中，习近平成就中外互动的另一种叙事

　　中新社北京2月2日电 题：相知“冰雪”中，习近平成就中外互动的另一种叙事

　　作者 钟三屏

　　“啪！”

　　伴随着清脆的声响，中国国家主席习近平和俄罗斯总统普京共执的冰球落向冰面。天津体育馆内，两国青少年冰球友谊赛正式开球，热情的观众掀起涌动的人浪。

　　2018年，这个中俄元首互动的画面，成为两国之间友好交往的经典缩影，也书写下习近平以冰雪运动会友的又一个动人故事。

　　伴随着北京冬奥会的脚步渐行渐近，细心的人们发现，冰雪运动早已走进中国最高领导人的外事日程表，被习近平频频带到外交场合。以冰雪运动会友，正在成为中国外交的一道别样风景，也展现出中外互动的另一种叙事。

　　作为首位出席境外大型国际体育赛事开幕式的中国元首，习近平在2014年索契冬奥会开幕式的现场，给世界带来不一样的中国形象。

　　在冰雪运动营造的友好氛围下，索契冬奥会的主火炬尚未点燃，多边外交舞台已经热闹非凡。习近平短短43个小时里出席了12场活动，既包括元首会晤等双边活动，又有出席开幕式、参加招待会等多边互动，还有接受俄罗斯媒体专访等公共外交日程。有评论指出，以冰雪运动为媒，中国最高领导人在国际多边舞台上，与各国共同谱写出梦想交织共鸣的动人乐章。

　　冰雪运动，不仅是中国在多边外交场合广聚朋友的“共同语言”，更是在双边交往中深化友谊的“金钥匙”。

　　习近平在2017年访问芬兰时，于芬兰总统尼尼斯托举行的欢迎宴会上，获赠中芬两国冰雪运动员送上的运动衣，两国元首商定将2019年定为中芬冬季运动年。

　　2019年，在尼尼斯托总统访华时，为衬托冬季运动主题，北京的人民大会堂西大厅被冰雪元素装扮一新，中国的大熊猫和芬兰的驯鹿在银装素裹背景下相映成趣。

　　一来一往之间，中芬冬季运动年正式开启，两国人文交流再添“冰雪元素”。

　　随着冬奥会正式进入“北京时间”，这种相知于“冰雪”之中的独特叙事，也在向人们讲述着中国的“价值观”与“世界观”。

　　正如习近平亲自录制视频助力北京申办冬奥时所言，“2022年冬奥会在中国举办，将有利于推动中华文明同世界各国文明交流互鉴，带动中国13亿多人关心、热爱、参与冰雪运动，让中国人民再次有机会为奥林匹克运动发展和奥林匹克精神传播作出贡献。”

　　由此，外界不难读出，这种“价值观”以“人”为尺度，这种“世界观”以“相知”为底色。

　　北京冬奥申办成功后，习近平2017年专程到访瑞士洛桑的国际奥委会总部。在拥有上万件展品的国际奥林匹克博物馆，国际奥委会主席巴赫陪同习近平参观并全程讲解。习近平则代表中国向国际奥委会送上苏绣《仕女蹴鞠图》，并向巴赫介绍中国古代“足球”。在浓缩着历史的博物馆，中外文明交流相知的一幕，恰与奥林匹克精神彼此映照。

　　在中外互动中，北京冬奥会不只向外界讲述“高大上”的故事。借助“带动三亿人参与冰雪运动”的东风，家门口的滑雪场、身边的志愿者、孩子们的滑冰课，勾勒出中国百姓日常生活的生动图景，更立体的中国形象在世界得到呈现。

　　“成功举办北京冬奥会、冬残奥会，不仅可以增强实现民族伟大复兴的信心，也给世界展现了阳光、富强、开放、充满希望的国家形象。”今年伊始，习近平在考察北京冬奥筹备工作时有感而发，“历史会镌刻下这一笔，世界将对中国道路有全新的认识。”

　　2008年的北京，在全球40多亿电视观众的注目下，中国以一场无与伦比的奥运盛会刷新世界的“中国印象”。2022年，透过北京冬奥会的窗口，正不断推进新一轮高水平对外开放的中国将如何与外界互动，人们同样期待。

　　在“冰雪”中相知，中外互动的另一种叙事，已经悄然展开。(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：黄钰钦

视觉|编辑：张舰元、李雪瑶、马学玲

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）