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

筑牢八千里边关钢铁防线******

　　“10年前，我们边境巡逻靠的是铁脚板，如今‘电子眼’沿线建设，信息化管边控边能力得到明显提升。党的二十大提出，加强国防动员和后备力量建设，推进现代边海空防建设。我认为，建设现代化边防需要现代化民兵……”初冬傍晚，滇西边陲，位于半山腰的中缅边境某联防所，民兵赵国峰和联防队员们围坐在篝火旁，讨论近年来边防发生的巨大变化，气氛热烈。

　　对于云南省军区官兵和民兵来说，守卫八千里边防线是莫大荣光，也是如山责任。近年来，广大官兵和民兵携手戍边，用热血书写忠诚，守卫边境安宁。

　　“如果我们连前方的小家都守护不了，那就更没法守护后面的大家了！”赵国峰是临沧市镇康县南伞镇30号卡点负责人，也是一名退役军人。去年4月入驻卡点后，他一直坚守在这里。镇康是一座岸城一体化“边地新城”，国境线长96.358公里。全县4个民兵执勤连在133个公路口、15条重要通（便）道等点位设置了150个卡点，24小时值守。赵国峰所在的30号卡点四面环山、沟壑纵横、地势险要，除了日常巡逻外，他们还在重点部位设卡设伏，有力地打击了走私和偷越边境行为。

　　相比30号卡点的艰险，11号卡点的防控任务复杂多元。由于地处县城附近，加之没有天然屏障，这里偷越边境现象突出，执勤民兵时刻准备与跨境犯罪分子斗智斗勇。卡点的负责人曹正荣告诉记者，正因为如此，虽然家就在不远处，民兵们都选择吃住在点位上，这几个月共抓获百余名偷渡人员。

　　“党的二十大提出，全面推进乡村振兴。现在云南沿边的25个边境县基础设施不断改善，878个抵边村从边陲一线变身发展前沿，200余万边民脱贫致富奔小康，许多人自觉加入戍边守防队伍中来。”云南省军区领导介绍。

　　“守边护哨必须强化全时备战状态。”在金平县金水河镇某民兵哨所，为了便于观察，民兵高海在申请并获得有关部门批准后，移走了挡住视线的一棵大树，并在二层阳台架起高倍望远镜，一天不落地将监测记录写进执勤日志。他说：“守边护防责任重大，要像守家护院那样在哨所扎根。”

　　作为英模民兵连队的传人，云南“筒裙民兵”几十年义务巡边近10万公里。在学习党的二十大精神时，大家谈道：“要发扬甘于奉献、爱边护边的精神，接力履行好戍边使命。”12月1日下午，在民兵班长陆子黎的带领下，5名女民兵再次踏上巡逻路，察看管辖的4块界碑。她们熟悉20多公里边境线上的一草一木。2年多，该民兵班为一线官兵提供了10余条重要的边情信息。

　　从繁华喧嚣的边贸口岸，到人迹罕至的原始森林；从白雪皑皑的高黎贡山，到烈日当空的热带雨林……行走边境一线，“镇守边关视死如归”这8个大字气势如虹。这是烙印在边境一线官兵和民兵心底的誓言。（柯穴）