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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
东西问丨旅比科学家宋志伟：为何越是在当下，越要加强国际科技交流合作？******
中新社布鲁塞尔1月31日电 题：旅比科学家宋志伟：为何越是在当下，越要加强国际科技交流合作？
中新社记者 德永健
以国际科技交流合作“推手”形容宋志伟并不为过。作为计算机专家，宋志伟旅居比利时已有37载，现任IBM(美国国际商用机器公司)合伙人，统领IBM在荷兰、比利时、卢森堡三国的软件测试业务，是这家跨国巨头在欧洲地区为数不多的华人总监。
繁忙工作之余，宋志伟致力于推动国际科技交流合作。2022年11月，在宋志伟的组织下，2022世界青年科学家峰会在比利时首都布鲁塞尔举办欧洲专场活动，来自17个国家的150余名专家学者、青年科学家代表等齐聚一堂，分享在生命健康、数字经济、新能源等领域的前沿进展，激励青年科学家创新创业。
自2019年由中国科学技术协会和浙江省人民政府发起，这是世界青年科学家峰会首度“登陆”欧洲。宋志伟坦言，此次欧洲专场活动无论是会议规模还是嘉宾规格都超出预期，活动发出的《联合行动倡议》亦得到积极响应，会场涌动的“热情”让他感到“越是在当下，越要加强国际科技交流合作”。
近日，中新社“东西问”专访宋志伟，探讨相关话题。
现将访谈实录摘要如下：
中新社记者：世界青年科学家峰会欧洲专场活动不仅成功举办，而且超出预期，背后的原因是什么？
宋志伟：这说明人们都关心国际科技交流合作，认为这是好事。比如这次活动共得到22家欧洲本地科研院所的支持，包括欧洲研究和创新中心、欧盟科研人员服务中心等顶尖院所，参与院所的数量比预想多。
在专题报告环节，包括3名院士在内的15位专家学者担任演讲嘉宾。这3名院士都是各自领域的“学术带头人”，会后的反馈非常好。
为了鼓励对话、行动和改革，活动发出《联合行动倡议》并得到积极响应，一些代表提议来年可以把会场放到他们的国家，还有代表希望加大参与力度，这表明大家对活动是认可的。
2019世界青年科学家峰会在浙江温州举办。王刚 摄中新社记者：您多年致力于推动国际科技交流合作，为什么这次把目光转向青年科学家？
宋志伟：从科学的角度来说，青年科学家可能更着眼于基础科学，着眼于青年之间的合作，表面上看不太会涉及类似5G、量子计算这些具有战略意义的课题，但他们更开放，更有活力，代表着“科学的未来”。
另一方面，科学界发生了很大变化。在我们那个年代，科学技术不像现在这么发达，科学家的成长大多“按部就班”，如今世界上任何一个角落，任何一位年轻人都有可能做出大事，只要有好的想法，能把自己的东西付诸实践，就可以走进市场。
所以，这次欧洲专场活动希望搭建一个平台，帮助青年科学家获得更多人力、财力等资源创新创业；这些创新不一定局限于基础科学领域，如果在应用科学领域实现创新，不仅可以造福于现实生活，也会推动现代科学发展。
《2020世界青年科学家峰会宣言》在浙江温州发布。钱晨菲 摄中新社记者：为什么越是在当下，越要加强国际科技交流合作？
宋志伟：我想援引人类命运共同体理念，不论有什么分歧，谁也不能把谁“逐出地球”。对青年科学家而言，这些年轻人在会场上相识，总有一天这些国际交流的经历会融入成长历程，让他们看待世界的胸怀变得更加宽广，从而把人类命运共同体理念向前推进。
反之，如果想“画地为牢”，人为割裂，当今世界的科技革命和产业变革也不允许。以我供职的IBM为例，过去是按市场需求划分组织架构，比如分成金融、通信、政府采购、工业制造等部门，但现在无论是金融还是通信，都要用到“云技术”，互相关联，由统一的“云平台”主导。
从这个意义上说，必须促进国际科技交流合作。现在科技创新可能来自世界各个角落，如果交流渠道多，覆盖范围广，竞争力会变得更强；只想把自己限定在某一领域或特定地理空间，已经不可能了。
工作人员在湖南省资兴市东江湖大数据中心机房进行设备运行巡查。李科 摄中新社记者：如何克服国际科技交流合作中的困难和阻力？
宋志伟：国际环境带来的阻力一直都有，只不过当下显得比较突出。我曾告诉团队，重要的是“找准定位”，如果出发点是想让“地球村”变得更好，为人类命运共同体的福祉服务，就会很有底气，这样的国际交流合作永远都不会错。
与海外人才交往，需要以诚相待。在征集海外人才创新创业项目时，作为专业人士，我会跟踪项目在中国落地情况，不会中途撒手不管，也不会刻意隐藏什么东西，只有遵照专业、透明原则，才能彼此建立互信。
另外，要有开放心态。在国际科技交流合作中，很多时候即使不是学术交流，哪怕是朋友间的交流，对科研创新都有帮助，所以一定要“往外走”，跳出“舒适区”，不同观点和不同文化背景互相接触可能发生碰撞，但也会让科学家受益匪浅。(完)
受访者简介：
宋志伟，旅比计算机专家；1986年赴比利时留学，1997年加盟IBM(美国国际商用机器公司)，现任IBM合伙人；2016年出任中国科学技术协会欧洲海智创新创业基地主任；去年11月，组织举办2022世界青年科学家峰会欧洲专场活动。
（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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