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

推动“冷资源”变为“热产业”******

　　作者：常理

　　刚刚过去的2022年，对中国冰雪运动来说无疑是具有划时代意义的一年。2022年初的北京冬奥会和冬残奥会聚焦了全世界冰雪爱好者的目光，冰雪运动在我国打破了时间、空间的限制，实现了3亿人参与的目标，中国冰雪运动进入了新时代。

　　和2023年一起到来的是北京冬奥会过后的第一个雪季。随着疫情防控政策的优化，全国各地冰雪运动持续升温、活力四射：已经是第九届举办的全国大众冰雪季活动，预计将带动全国超1.5亿人次参与；在哈尔滨，松花江面积雪盈尺，冰上撑橇、冰上龙舟、雪地风筝等构成冬日北国别样风景；在上海，10多块季节性移动冰场如雪花般散布；在重庆，仙女山国家森林公园银装素裹，游客们尽享冬季运动的激情与欢乐……

　　行稳方能致远。过去几年，冰雪运动的种子在全国各地生根发芽、开枝散叶，冰雪产业成为不少地方经济发展的新引擎。前不久，中共中央、国务院印发的《扩大内需战略规划纲要（2022—2035年）》明确提出，推进冰雪运动“南展西扩东进”，带动群众“喜冰乐雪”，这彰显了我国持续发展冰雪运动的决心。冰雪运动种类丰富、形式多样，可满足不同年龄、不同门槛的消费人群需求。发挥好冬奥会余热，推动冰雪运动持续健康发展，将有利于我国进一步扩大内需、刺激消费、推动产业转型升级，为地方经济发展增添活力。

　　打好“融合牌”，让产业旺起来。冰雪产业链条长，上游涉及各种冰雪装备、器材，冬奥会上亮相的国产雪车、雪蜡车、冰刀、速滑服等，都是中国制造向冰雪产业拓展的成功案例；下游涉及文化、旅游、培训等行业，集聚了大量资源，“冰雪+”正成为人们冬季休闲健身的新选择。进一步推动冰雪产业与关联产业需求对接、资源整合、协同发展，提供更加多元的产品和服务，打造具有中国特色的冰雪活动和赛事IP，让冰雪运动的激情保持下去，成为全民健身新方式、健康中国新动力、社会活动新时尚。

　　打好“四季牌”，让企业强起来。众所周知，冰雪运动对于季节性的要求很高，一些欧洲国家雪季持续时间较长，雪场经营具备先天优势。在我国，由于气候原因，很多雪场一个雪季的运营时间仅3至4个月。这就要求企业打好“四季牌”，冬季滑雪，春季踏青、夏季避暑、秋季露营，探索冰雪场地建设和季节转换新路径，满足不同季节、不同消费群体的运动休闲需要。目前，中国冰雪市场还处在起步阶段，百姓对于冰雪运动的喜爱需要一个培育过程，企业需要沉下心来，练好内功，不断为冰雪运动发展创造营造良好氛围。

　　打好“民生牌”，让群众富起来。冰天雪地也是金山银山。我国冰雪资源丰富，这些年，各地通过发展冰雪产业，建设了一批冰雪小镇以及冰雪度假胜地，不仅提升了当地知名度，引来投资和消费，还提高了当地老百姓收入水平，促进地方产业转型和经济发展。作为北京冬奥会雪上项目主要竞赛场地之一，崇礼从一个小县城变成了世界闻名的滑雪胜地，不少当地人端起了“雪饭碗”，吃上了“冰雪饭”。因此，要不断推动“冷资源”变为“热产业”，释放冰雪红利，让冰雪运动进一步火起来。（常理）