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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

戍卫边防就是守护家园******

　　新疆军区某团官兵谈边关新貌话家国情怀——

　　戍卫边防就是守护家园

　　“穿戈壁、越沙漠，绕过山路十八弯……”春节前夕，新疆军区某团机关干部顶着刺骨寒风，来到乌拉斯台边防连为官兵送年货。

　　与往年不同的是，今年，该团只派出一辆越野车，在运载肉类、水果等物品的同时，将春联、灯笼、家信、报刊书籍等一并送上雪域哨所。

　　来到乌拉斯台边防连，笔者见到了炊事班班长王学鸿。他正在细心整理刚刚采摘的蔬菜：小白菜新鲜娇嫩，水芹菜青翠欲滴……

　　“室外温度低至-29℃，我们温室大棚里依然温暖如春。”王学鸿说，今年春节，他们自产的新鲜蔬菜足以保障全连官兵过节。

　　据了解，该连距离团部240多公里，驻地周围群山环绕，每年大雪封山期长，当地流传着“八月雪，九月霜，十月一片白茫茫”的俗语。

　　“以前过春节，团里会派出车队给我们送年货，一大早摸黑出发，傍晚才能赶到哨所。天气寒冷，加上一路颠簸，年货在途中很容易损坏。”聊起以往的经历，连队指导员程伟明颇为感慨。

　　有一年春节，一家地方媒体的记者到哨所采访。为了欢迎来客，战士们没少费心思，翻箱倒柜找拿得出手的东西。最后，他们用十几盒罐头凑了一桌“盛宴”。采访结束，这名记者与官兵告别时说，通过这桌“罐头宴”，她品尝到了军人的酸甜苦辣，吃出了边防官兵的家国情怀，自己会记一辈子！

　　据介绍，近年来，部队各级制订一系列暖心举措，持续为边防官兵排忧解难，连队各方面保障水平不断改善。

　　“连队不仅建起了温室大棚，还建好了无取暖设施保鲜菜窖。”该连一级上士阿恒别克介绍说，菜窖修建在地下3米处，长年温度保持在0－4℃，很适宜蔬菜、水果、肉蛋等长期保鲜，“今年春节前，连队只向团机关申请了少量给养”。

　　随着保障条件的改善，边防官兵不仅吃得舒心，而且在节庆假日间的精神文化生活也越来越丰富多彩。

　　“身处大漠戈壁，远离大城市的繁华，业余生活单调乏味、身心孤独寂寞是最令人苦恼的事了。”该连军械员兼文书陈俊才接过话茬说，以前逢年过节，很多战友盼望上级部门能送些影视光盘来。如今，哨所不仅接通了强军网，手机网络信号也实现全覆盖，团里局域网还定期更新电子书刊、影视作品、技能晋级微课等。闲暇之余，官兵走进网络学习室，轻点鼠标就能享受品类多样的“文化大餐”，让自己的节庆时间变得充实而有意义。

　　说不完的年货变迁，道不尽的家国情怀。

　　宽敞明亮的食堂大厅里，官兵发挥特长自制的大红灯笼、陕北剪纸等映入眼帘，喜庆祥和。“身处风雪边关，我和战友也能感受到家的温暖。”该连下士肖杨一口“粤普”。刚跟远在广东的家人通过视频电话，他动情地说，“戍卫边防就是守护家人、保护家园，虽然远离父母亲人，但能在这里绽放青春，同样是幸福的！”

　　(谭 伟 肖承槟 解放军报)

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）