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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

4人已过澳网单打首轮关 中网协球员表现可圈可点******

　　中网协球员表现可圈可点

　　本报讯(记者 李远飞)北京时间昨夜，2023年澳网结束了单打正赛首轮的全部比赛。除因手腕伤势退赛的郑赛赛和因天气原因改期出场的张帅外，其余8名已经出赛的中网协球员里，4人闯过了首轮关。虽然战绩胜负各半，但中国姑娘和小伙的表现可圈可点。

　　去年在法网打入16强、温网和美网晋级32强、澳网闯入第二轮的中国女网新锐郑钦文，在墨尔本公园延续了强势表现，仅用时56分钟，就以6比0和6比2击败了匈牙利球员加尔菲，速胜晋级。加尔菲的单打世界排名是第86位，去年美网也打入了单打第三轮，实力不差。郑钦文能够轻松取胜，与她各方面的充分准备不无干系。“有了更多经验，因为今年不像去年，什么都是第一次。”她赛后说，“最近我的感觉一直都还可以，我也一直在很努力地训练，这一切都是一点一滴积累成的，我对这个结果不意外。希望能够保持水准，下轮看发生什么。”

　　朱琳以6比2和6比4战胜了加拿大球员马里诺，王欣瑜以7比6(2)、6比4淘汰了东道主球员亨特。两名中国姑娘此前都曾与各自对手有过交锋，按照朱琳的话说：“比分看上去轻松，但比赛过程其实很难。”能够赢下来，经验总结是一方面，更重要的是坚持和自信。“我觉得，今天最重要的一点是做到了坚持到底。”王欣瑜赛后说，“最重要的，还是要相信自己能够做到，无论场上的比分如何，你的状态如何，你的对手是谁。”

　　商竣程也是如此。这名首次参加大满贯成人组单打正赛的17岁小将，以6比2、6比4、6(2)比7和7比5击败了排名高出自己120位的德国球员奥特，实现了公开赛年代中网协球员澳网男子单打首轮的成绩突破。他透露，比赛中遇到困难时，自己凭借的也是坚持和自信。

　　张之臻、吴易昺虽然在两场5盘鏖战后遗憾出局，但他们都在场上充分释放了自我，打出了自己想要打的网球。面对“抽击如鞭、发球似炮”的美国球员谢尔顿，张之臻耐心与之周旋，打出了自己的高水准。如果不是决胜盘局分5比4时的那个赛点回球稍稍偏了一点，他就将以胜利者的姿态昂首晋级。虽然最终在残酷的抢十后输球，但张之臻仍然配得上掌声。吴易昺的5盘大战是一场超过4小时的鏖战。在这场比赛里，吴易昺为了增加自己的进攻侵略性，进行了各种大胆尝试，打得不保守，输得不难看。

　　而1比6和3比6输给前世界第一K·普利斯科娃的王曦雨，和1比6、4比6告负的袁悦，看到了自己与对手的差距，期待在未来继续提升自己。以袁悦为例，首次出战澳网单打正赛，首场就被安排在主场地罗德·拉沃尔球场进行，对手还是赛会女单6号种子、希腊名将萨卡里，袁悦尽管拼尽全力，但紧张和实力差距让她最终败下阵来。她在赛后说：“我是排名百位的球员，她是前十球员，我们之间必然有差距。慢慢来，一点点去追上，这不是一天两天的事儿。人家也是通过很长时间才达到今天的程度的。我也需要通过更多训练和比赛去弥补我们的差距。”

　　《北京日报》2023年1月18日第12版

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）