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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

2023年湖北省科技工作会议在武汉召开******

　　1月7日，2023年湖北省科技工作会议在武汉召开。会议指出，过去五年，湖北科技创新高地建设稳步推进，科技创新体系更加完善，科技创新综合实力不断提升，科技创新生态持续优化，为全省经济社会发展提供了有力支撑。

会议现场。杨光泗 摄

　　2018-2022年，湖北省高新技术企业由6590家增至2万家，增长203.2%；科技型中小企业由3500家增至2.4万家，增长585.27%；技术合同成交额由1237亿元增至3000亿元以上，增长142.5%；高新技术产业增加值由6653亿元增至1.1万亿元，增长65.3%；全省研发人员由25.74万人增至35.36万人，增长37.4%；全社会研发投入经费由822亿元增至1160亿元，增长41.1%；全社会研发投入强度由1.96%增至2.32%，提高0.36个百分点；综合科技创新水平指数由67.44%增至72.15%，提高4.71个百分点。湖北研发投入、技术合同成交、高新技术企业、科技型中小企业、高能级创新平台、高端人才数量等系列创新指标稳居中部第一，区域科技创新实力进入全国第一方阵。

　　2022年，湖北以建设武汉具有全国影响力的科技创新中心为引领，加快打造全国科技创新高地，湖北科技支撑引领全省经济社会高质量发展迈出新步伐、实现新突破。湖北科技工作高位部署聚力推进，取得里程碑式重要进展，交出亮眼“成绩单”，武汉具有全国影响力的科技创新中心成功获批。数字建造、智能设计与数控等2家国家技术创新中心获批建设，数量居全国第2。全国重点实验室优化重组进展顺利。湖北科技工作实现主要指标大幅提升，跑出科技强省建设“加速度”，湖北省区域科技创新水平排名稳居全国第8、中部第1，综合科技创新水平指数达到72.15%，较上年提高2.82个百分点；全省高新技术企业总数预计突破2万家，同比增长超过37%；国家科技型中小企业入库超过2.4万家，增长达70%；高新技术产业增加值预计突破1.1万亿元，增速超过10%；技术合同成交额超过3000亿元，增长超过40%。全社会研发经费投入达到1160亿元，增长超15%。

　　会议强调，2023年是全面贯彻落实党的二十大精神的开局之年，是贯彻落实湖北省第十二次党代会部署的关键之年，是湖北科技自立自强年。力争全省高新技术企业数量增长20%、技术合同成交额增长20%、高新技术产业增加值增幅超过10%、科技型中小企业达到25000家以上、培育科创“新物种”企业100家。

　　会议通报了2022年湖北省科技工作重点指标数据完成情况，武汉市科技局、襄阳市科技局、宜昌市科技局、大冶市科技局、湖北洪山实验室、华工科技产业股份有限公司负责同志作大会交流发言。

　　（光明日报全媒体记者张锐 夏静 通讯员朱勇进 冯星星）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）