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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
城市书屋，市民的“另一个家”******
【新春走基层】
光明日报记者 丁艳 王胜昔
“我很喜欢这个书屋！每次，我都会喊上几个同学一起来读书，累了就透过落地窗看看架子山的风景，或在外面的圆桌上一起讨论读书收获。有了书屋，我们的假期更充实了！”河南省信阳市羊山外国语小学六年级学生陈玥岐说。
记者看到，临近春节，城市书屋里坐满了前来阅读、休闲的市民。大家在这里体验到了不一样的获得感、幸福感，亲切地称它为“另一个家”。
陈玥岐神采飞扬地说：“我在这里已经把四大名著读了个遍。观三国烽烟，识梁山好汉，叹取经艰险，惜红楼梦断。书里神机妙算的诸葛亮、威风凛凛的武松、性格迥异的唐僧师徒等都让我难以忘怀。这个书屋环境舒适，藏书也很丰富。我和同学们都被中华传统文化的博大精深吸引。”
城市书屋不仅是孩子们的乐园，而且改变了周围市民的生活方式。自从有了城市书屋，大家的生活就添了一缕书香。时尚阅读室里，大爷们翻阅报纸查看各地新闻；儿童阅读室中，孩子依偎在妈妈身旁，眨巴着眼睛，听妈妈轻声讲着绘本故事……
书屋管理人尹秀秀经常被市民们的读书热情打动。“晚上9点，还有很多小朋友在这里阅读，看到认真的他们，我很感动，更加深刻地体会到‘美好生活看信阳’。”
“最是书香能致远，一屋芬芳润万家。”信阳市政协副主席、羊山新区党委书记刘璇坦言，建设城市书屋，是回应群众关切，健全公共文化服务体系，创造美好生活的生动实践。
据了解，除了读书品茗，城市书屋还有许多功能。书屋的社区课堂可以通过“两个更好”小程序预约，发起读书沙龙、文化交流和社区活动。书屋的商店，可以通过“两个更好”小程序链接信阳特色商家，扫码下单文创产品和本地助农产品，送货到家。
当地以书屋为圆心，连接更多的文化空间和群众文化活动。书屋东边的小广场是城市公共非遗空间。每个节气，都会举办热闹的市集活动，让更多人对非遗承载的中华优秀传统文化有感性的认识，让非遗融入都市人的生活。室外的儿童游乐场、休闲跑道则是小朋友放飞童心的快乐天地。
“有一片绿绿的大树,怀抱着小小的暖屋，屋顶有美丽的小花,站在金色阳光下。有许多暖暖的故事,都住在小小的暖屋,只要你静静去聆听,它能教会你幸福……”如歌曲《小暖屋》歌词中描绘的那般，城市书屋干净而优雅，美丽而朴实，智慧而温馨，用书香浸润着整个城市，引领着新年的新风尚。
《光明日报》（ 2023年01月09日 03版）
（文图：赵筱尘 巫邓炎）
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