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

学方言、手绘巡线地图 南宁铁警“接地气”保春运安全******

　　莫献忠对欲穿行大桥的村民进行劝导 。　吴骆霞　摄

　　中新网南宁1月12日电(胡宏)警察 、“水手”“绘图师”都是他的职业 ，他用自己接地气的做法守护着千年古镇扬美附近的铁路运输安全，今年春运是他坚守的第13个年头 。

　　莫献忠 是南宁铁路公安局南宁公安处南宁南站派出所的一名线路民警，2010年他来到扬美警务区 ，这里毗邻扬美古镇，每当高铁驶过古镇，现代与传统便在这里相遇。

　　莫献忠走在扬美古镇街上 。　胡宏 摄

　　莫献忠管辖铁路线路43公里，横跨几十个自然村，点多线长并且学校众多 ，最近 的一所学校距离铁路只有40米 。特别是27公里长的老南昆线，多为低路基 ，沿线村民为了方便日常生活劳作 ，经常会横跨线路 。

　　走村串户开展安全宣传自然成为莫献忠工作中 的重要内容 。作为“外来户”，不懂方言成了莫献忠开展工作的第一个“拦路虎” ，于 是他就把护路队员当“老师”，一字一句地向护路队员学，从说话开始慢慢融入当地群众当中 。

　　“开展群众工作 ，不能光讲法律 ，要多站在他们的角度去帮助他们解决实际问题 。”莫献忠说 。

　　莫献忠到村民农场开展安全宣传。　胡宏 摄

　　2018年，村民反映村口主要铁路交通涵一下大雨就积水 ，行人车辆都无法通过。莫献忠立即将情况上报并争取相关部门的支持 ，在涵洞中修建了一条“高基”步道 ，即便遇到下雨积水也能使村民安全通过 。

　　渐渐地，穿着一身警服，操着一口“土话”的莫警官变成了村民口中 的“老莫”，几年下来 ，哪家有几口人 、有多少小孩、多少大牲畜 、家里田在哪，莫献忠都掌握得清清楚楚 。

　　横跨在左江上 的三座铁路桥是莫献忠管辖的重点区段，特别是左江大桥，每逢圩日 ，村民经常会借道大桥 ，莫献忠也都会早早来到桥头对穿行铁路桥的村民进行劝导 。

　　同时 ，左江作为通航水路，不仅有两岸村民通过船只摆渡，更有大小货船经过 ，甚至还发生过因操作不当造成船只撞击铁路桥 的事故。

　　桥上的情况可以实地踏勘 ，但是如何掌握桥面下和桥墩的情况曾一度让莫献忠犯难。

　　莫献忠在岸边给渡船固定缆绳 。　胡宏 摄

　　在这里工作久了，莫献忠也变得“多才多艺”，不仅做得了“水手”，还当得了“绘图师” 。

　　一次 ，莫献忠前往扬美村开展日常工作，和村民聊到了对大桥安全的担忧 。村民杜师傅直接跟他说 ：“这有啥难 ，我经常要开船到对岸干活，到时候捎上你逛一圈，都是兄弟 ，也算是我为铁路安全做贡献了 。”

　　自此，杜师傅每次开船渡江前都会给莫献忠打电话邀请他乘船巡线 ，莫献忠也就多了一层“水手”身份 。

　　每天徒步巡线10公里 是这些年来莫献忠始终坚持的必修课，他将徒步巡线收集到 的资料分别绘制了普铁和高铁线路管辖图。

　　莫献忠在守护 的线路图上添加信息 。　胡宏 摄

　　“对我们线路民警来说，它必不可少 。”莫献忠用笔点了点挂在扬美警务区墙上 的手绘地图。

　　“三角形 的 是重要道口，圆形是交通涵 ，沿线所有 的重点路段我都标注了出来” ，指着“地图”上的各种标记，莫献忠如数家珍。

　　微微泛黄的地图上 ，一道道折痕似乎在诉说着它已经跟随自己 的主人走过很多地方 。

　　如今 的莫献忠早已将线路图刻在了心里，他说 ：“巡线 是个基础工作，底数清才能情况明 ，只有亲眼看到才能真正了然于胸，一步一个脚印才能走出安心 。”

　　今年的春运，莫献忠更忙了 ，外出打工的青壮年纷纷提前返乡，前来古镇游玩的游客也日益增多 ，他将用更接地气 的做法一直守护着铁路“大动脉”安全。(完)