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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

习近平同德国总统施泰因迈尔通电话******

　　新华社北京12月20日电 国家主席习近平20日晚应约同德国总统施泰因迈尔通电话。

　　习近平指出，今年是中德建交50周年，是中德关系中具有重大意义的一年。在中德几代领导人的共同努力下，中德关系总体保持了向前向好的大方向，两国成为全方位战略伙伴。中德关系发展有着深厚民意基础、广泛共同利益和丰富成功经验。只要双方坚持相互尊重、互利共赢，中德关系就一定能够走得正、走得稳、走得远。中方愿同德方一道努力，推动中德关系不断迈上新台阶，开启中德关系未来成功的50年。

　　习近平就下阶段中德关系发展提出三点意见：

　　首先，双方应该坚持正确的基本认知。中德始终是对话的伙伴、发展的伙伴、合作的伙伴、应对全球挑战的伙伴。双方要继续通过对话凝聚和扩大共识，以建设性态度管控分歧，继续充实伙伴关系内涵。

　　第二，中德合作务实开放，这是双方关系应该坚持的最重要特色。过去50年中德贸易额增长了870倍。双方应该珍惜来之不易的合作成果，加强市场、资本、技术优势互补，做大汽车、机械、化工等传统领域合作，挖掘服务贸易、智能制造、数字化等领域合作潜力。中方对在华投资的德国企业一视同仁，希望德方为中国企业在德投资提供公平、透明、非歧视的营商环境。

　　第三，引领中欧关系健康稳定发展，这是中德双方应该共同努力的方向。中方支持欧盟战略自主，希望欧方坚持中欧互为战略伙伴的基本定位，坚持相互尊重、相互包容、务实合作、互利共赢，坚持中欧关系不针对、不依附、也不受制于第三方。希望德方继续发挥积极作用，同中方一道，推动中欧关系行稳致远。

　　习近平强调，中方愿同德方在应对后疫情时期经济复苏乏力、气候变化、粮食危机、能源危机等全球性挑战方面开展更加广泛、深入的合作。

　　施泰因迈尔表示，非常高兴在临近岁末之际同习近平主席通电话，我至今对4年前访华的情景记忆犹新。今年国际形势经历了非同寻常的风云变幻，又恰逢德中建交50周年。50年来，德中关系日益紧密，内涵外延丰富广泛，合作成果非常丰硕，给双方人民带来了福祉。德方坚定奉行一个中国政策。德方愿同中方认真回顾总结过去，规划展望未来，本着相互尊重、开放包容的精神，不断推进德中关系进一步发展。我对未来德中关系光明前景充满信心。德方愿同中方加强交往沟通，适时举行新一轮两国政府磋商，深化各领域务实合作，就地区热点问题保持密切磋商协调，更好应对生物多样性保护、能源危机、粮食危机、维护产业链供应链安全稳定、促进世界经济恢复增长等共同挑战。德方赞赏中方为《生物多样性公约》第十五次缔约方大会成功作出的重要贡献，也愿积极促进欧中关系的发展。

　　双方还就乌克兰危机交换了意见。习近平强调，中方坚持主张劝和促谈，认为危机长期化、复杂化不符合各方利益。中方支持欧方展现战略自主，引领构建均衡、有效、可持续的欧洲安全架构，实现欧洲大陆的持久和平和长治久安。

　　《光明日报》（ 2022年12月21日 01版）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）