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
国是访问 ｜美国前气候变化特使：应对全球气候问题，需要美中达成共识的能力******
文/夏宾
今年联合国气候大会在埃及沙姆沙伊赫举行期间，中美两国领导人在印度尼西亚巴厘岛会晤，外界期待此次面对面的交流能为双方在气候领域合作释放积极信号。
美国前气候变化特使、威廉与佛洛拉·休利特基金会环境项目主任乔纳森·潘兴在线上接受中新社记者采访时直言：毫无疑问，如果美国和中国不能在气候领域上相向而行、采取行动，我们就无法解决这一全球性问题，双方应携手继续合作、向前迈进，而这就需要美中两国达成共识的能力。
“最重要的是达成行动的协议”
“但我不认为在合作过程中，美中两国会做同样的事情，因为两国有不同的制度、不同的优先事项，排放本身也来自经济领域的不同部分，但最重要的是达成行动的协议，然后迅速落实。”潘兴说。
谈及如何平衡能源转型和实现经济增长，潘兴表示，各国都希望有足够的能源供应来实现经济增长，确保运输、热力、电力等基础设施运转良好。具体来看，在能源供应方面，75年前美国还远没有达到今天的水平，50年前中国也还远没有达到今天的水平，但两国现在都为其公民、企业提供了用电机会。尽管目前两国能源用量仍在增长，但获取能源已不再是两国的优先事项。
“能源的高效使用”
他进一步称，目前需要思考的问题关乎“能源的高效使用”，也关乎“国家发展经济、创造财富方式的转变”，中国在发展道路上处于一个和美国不同的位置，中国在保证能正常获取能源的情况下，传统的基础设施不用全部替换，但也正在寻找一种与过去不同的经济增长模式，核心就在于同样追求增长，但消耗的能源却要少得多。
“未来不是过去。”潘兴称，中国的发展已将环境作为一个新的考量因素加入其中，中国领导人高度重视生态环境保护，也强调“绿水青山就是金山银山”，这促使各方思考循环社会和循环经济的结构，对空气质量、水质量、建筑环境和自然环境质量给予了更高的重视。
“在某种程度上，当我们在分析我们想要什么样的能源系统时，也会把环境纳入考量之中。”
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