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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
（新春走基层）海拔4800多米 5位“90后”守护青藏铁路春运******
中新网拉萨1月31日电 题：海拔4800多米 5位“90后”守护青藏铁路春运
作者 四朗卓嘎 马生明
“嘀嗒、嘀嗒……”1月28日8时20分，一阵闹钟声划破了寂静的青藏铁路那曲信号车间扎加藏布信号工区宿舍，“90后”工长杨建青翻身关掉闹铃，起床后摘掉鼻子上的氧气管，开始了一天在海拔4800多米地区的工作、生活。
中国铁路青藏集团有限公司拉萨基础设施段5名“90”后，坚守在全国海拔最高的铁路工区扎加藏布信号工区，担负唐古拉南、扎加藏布、雪查玛3个平均海拔4800多米的“云端小站”36架信号机、14组道岔、30个轨道电路等信号设备的日常维护及故障处理工作。
工长杨建青洗漱完后涂抹防晒霜，其身边是一个氧气瓶，日常吸氧是在海拔4800多米地区生活的日常。 马生明 摄“高原紫外线强、风沙大，一天不涂防晒霜，脸上的皮就会脱落。”杨建青洗漱后，回到宿舍厚厚涂抹了三层防晒霜，同时唤醒还在熟睡的工友们。
几位“天路医生”坚守在缺氧的高原，吃饭、睡觉、行走所消耗的精力常人难以想象，他们通过勤监测、勤巡视、勤分析的“三勤”进行设备养护工作，护航青藏铁路春运。
9时许，第一缕阳光照射在扎加藏布信号工区院内。今年24岁的莫文跟着工长杨建青在工区信号设备集中监测室，查看分析三个站室内外信号设备的基本运行状态。随之，二人穿着厚厚的棉服，迎着朝阳前往扎加藏布站开展室外设备巡视作业，通过瞭望线路上的信号设备，查看信号机械室道岔缺口等关键设备数据变化，确保春运期间设备安全稳定运行。
冬季西藏那曲寒风凛冽，工长杨建青(右)加固道岔安装螺丝。 马生明 摄10时20分，巡视完信号设备后，二人返回工区吃饭。如今，这处超高海拔地区工区已修葺一新，职工活动室、学习室、宿舍区、小食堂等配套设施齐全。性格内向的莫文是工区里离家最远、年龄最小的职工，平日里，大家都对他照顾有加。
扎加藏布信号工区所在的羌塘草原人迹罕至，只有常年的狂风。“大家吃过饭后都回宿舍再吸一会氧气，然后准备今天的‘天窗’作业。”杨建青说，出工前吸氧、睡觉吸氧、看书吸氧……这样的场景，是扎加藏布信号工区的日常。
吸完氧后，杨建青带领4名作业人员快速将机料具装上车，先沿着青藏铁路驱车近二十分钟，而后跨穿过铁路涵洞，沿着一段坑坑洼洼的土路向作业地点挺进，一个小时后才抵达雪查玛站。
15时10分，在设置好防护作业后，“天窗”作业命令下达，职工们有序进入防护网，按照分工分别展开作业。杨建青跪在2号道岔旁，俯下身子，仔细查看道岔尖轨是否存在翘头等情况，并在随身携带的本子上详细记录发现的问题。
1月28日，防护员马雷福在作业现场做防护记录。 马生明 摄“今天还算暖和，风不大，平日里检修设备，大风吹得眼睛睁不开，鼻涕也擦不完，冻得直哆嗦。”杨建青边检查边说。因为长期在高海拔地区，他面色黝黑，脸上都是被紫外线灼伤的痕迹。
在信号机旁，现场防护员马雷福正通过对讲机和室内驻站联络员肖本强通话，并在本子上详细记录。
图为傍晚作业结束返回工区的便道。 马生明 摄17时30分，“天路医生”们经过检修养护，顺利完成了当天的“天窗”工作。据悉，春运期间该工区安全工作标准分毫不减，每周一课、每月一会的学习如常进行。(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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