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
在引绰济辽工程地下110米隧洞里收获“新年礼物”******
(新春走基层)在引绰济辽工程地下110米隧洞里收获“新年礼物”
中新网兴安盟1月18日电 题：在引绰济辽工程地下110米隧洞里收获“新年礼物”
作者 张玮 曾令刚 王昊宇
新春的脚步越来越近，在引绰济辽工程地下110米的隧洞里，一线工人们仍在紧张施工，汗水浸透了脸颊……
图为技术员白剑烽乘坐小火车排查隐患。 曾令刚 摄对于他们来说，工程进度每向前推进一点点，都是他们最好的“新年礼物”。
“这不是快过年了，给大伙做了红烧肉、炖小鸡，有4个菜。”上午9时许，在引绰济辽工程项目部的厨房里，负责做午饭的谭丽丽已经忙活起来。
图为测量员赵涛涛巡视掘进机定位系统。 曾令刚 摄11时30分，带上大家的午饭，记者跟随来自山西的技术员白剑烽，乘坐小火车前往隧洞工作区。隧洞里湿气很重，走了不远就感到又潮又冷。
图为铁轨组清理铁轨。 曾令刚 摄“我们坐小火车进去，一般是巡查皮带有没有损坏、排水管路有没有漏水、围岩有没有安全隐患等。”白剑烽向记者介绍道。
引绰济辽工程是国务院确定“十三五”期间分步建设的172项节水供水重大水利工程之一，也是内蒙古自治区迄今为止投资规模最大的水利工程。
为抢抓施工进度，春节期间，引绰济辽工程输水工程隧洞段800余名一线工人留岗作业。
白剑烽说：“我们行进的隧洞就是引绰济辽工程输水线路，绰尔河水要经此而过，整个工程输水线路全长390.26公里。”
隧洞长173.76公里，小火车走了40多分钟，终于到了施工作业区。
掘进机的运行情况靠控制室掌握，来自河北的“90后”小伙儿曹青松每天早晨6点半就会进入隧洞里的控制室。
曹青松告诉记者，控制室是各类装置的心脏和眼睛，关系现场设备的正常运行和操作人员的安全，必须时刻在岗，监督、指挥工程的每一个过程，不能有丝毫疏忽和懈怠。
为了不耽误工程进度，曹青松已经一年多没回家了，“2022年的春节，我就是在项目部度过的。”
虽然挖掘输水隧洞工序多、难度大，但引绰济辽工程隧洞段每天都有新进展。
做好掘进机导向系统、定准方向是工程中的重中之重，来自河南的测量员李黎明常常在不足1米高的施工空间里弯着身子工作，冰冷的地下水打在他身上，一干就是七八个小时。
图为测量员李黎明在搬站内修理导向系统。 曾令刚 摄“我们平时工作的空间基本都是在50厘米左右，需要趴着完成工作，干完活儿衣服都湿透了。”面对自己工作环境的艰苦，李黎明很淡然。
自从2019年引绰济辽工程开工以来，测量员赵涛涛只回过3次河北老家。
“隧道掘进机开工就不能停，想家的时候，就看看媳妇儿的照片。”赵涛涛说，今年过年不能回家也提前和媳妇儿汇报过了，“她很支持我的工作，也挺为我骄傲。”
记者了解到，引绰济辽工程输水工程隧洞段施工五标5—3支洞，预计2023年10月底贯通。
图为工人查看皮带出渣情况。 曾令刚 摄目前，引绰济辽工程输水工程隧洞段累计完成151公里，超过总长度的87%。
引绰济辽工程建成后，可改善绰尔河下游农业灌溉条件，解决受水区生产生活用水问题，对促进内蒙古东部地区经济社会可持续发展和生态环境修复、筑牢北疆生态安全屏障具有十分重大的意义。(完)
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