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
探访江苏滨海海洋牧场：海上“荷花”开 搭台新牧渔******
(新春走基层)探访江苏滨海海洋牧场：海上“荷花”开 搭台新牧渔
中新网盐城1月12日电(于从文 顾名筛)在离岸几十公里的黄海上围网6万立方米水体进行海洋养殖，网箱上方建设的平台不仅有智能化养殖控制系统，还有海洋科普基地、多功能观光休闲设施……江苏滨海“陶湾一号”海洋牧场甫一问世即受关注。兔年新春前夕，中新网记者登上海洋牧场平台，感受深海智能化养殖的新奇。
海洋牧场平台与海上风电场的大风车“同框”，组成了一幅别样的风景。 谷华 摄11日上午，江苏滨海海域阳光正好，海风柔和，海鸟盘旋。记者搭乘补给船出海，穿行在海上风力发电大风车“丛林”之中，向着汪洋中的海洋牧场驶去。经过近3个小时的航行，海天之间一座白色的四方形“海上城堡”映入眼帘。陪同采访的陶湾海洋牧场负责人李益说，这就是“陶湾一号”海洋牧场智能网箱平台。
李益继续介绍，陶湾海洋牧场是由滨海县农旅集团投资建设的集海洋养殖、海洋科研、海洋观光休闲于一体的现代渔业综合体，项目分三期建设，目前已完成一期建设，投资4.2亿元建成多功能综合平台、人工鱼礁及其附属配套设施，2023年底完成二期建设，2025年底完成三期建设，届时将成为盐城市首个国家级海洋牧场示范区、东部地区全品类优质水产品供应基地、全国首个县域海洋牧场产业化示范区。
海洋牧场平台的四根圆柱间内侧围着巨型网箱。 谷华 摄登上“陶湾一号”智能网箱平台，同行人员纷纷惊叹这座“海上城堡”的宏大壮观。四根巨型圆柱和若干根斜插柱稳稳地支撑起整个平台，四根圆柱间内侧围着巨型网箱。离水面十五六米高的平台有三层，一层是养殖观察环道和投饵管道，二层是智能集控室、污水处理室、电气设备间、应急发电机室等功能室，还有科普馆、会议室、客房、餐厅等配套区，顶层是观光平台和一个直升机停机坪。借助无人机从空中俯瞰，整个平台犹如一朵荷花盛开在大海中。
“养殖网箱水体有6万立方米，最多可养殖50万尾到60万尾深海鱼，日前刚试投放5万尾黑鲪鱼苗，养殖8个月左右即可上市。”带领记者参观的平台工作人员姜亚雷是名退役军人，他对这个海洋智能养殖平台充满自豪感。他说，更重要的是，在平台四周约9700亩的水域投放了34000空方的人工鱼礁，这些人工鱼礁上面有各式各样的孔洞，有利于海藻等海洋微生物附着，为鱼类提供繁殖、避敌、索饵、嬉戏的场所，这对改善海洋生态环境将起到重要作用。
工作人员操控智能设备，对海洋牧场进行全方位日常监测。 谷华 摄在海洋智能养殖平台的智能集控室里，摆放着各式智能设备，十几台电脑屏幕上，有的显示各种数据，有的显示监控画面。负责这里工作的是24岁小伙子顾硕，大学毕业后在中交一航局工作，得知家乡建起海洋牧场后，回来参与这项事业。他告诉记者，智能集控室是海洋牧场的“大脑中枢”，从海洋环境监测、安全控制、内外联络到灯光控制、鱼料投放，都能在集控中实现。他指着面前的一块屏幕说，当前海水温度、盐度、PH值、叶绿素、溶解氧浓度等数据一目了然，点击查看历史数据，可见这些数据在日、周、月之间的数据变化曲线。
“由于是智能操控，海洋牧场日常运行只需要4人，15天到20天轮换一次。”李益说，他们每个人都是业务的多面手，发电、放养、数据分析等各种业务都能熟练操作。
工作人员乘小艇下水检查网箱。 谷华 摄值得一提的是，“陶湾一号”海洋牧场平台日常运行和生活用电都来自平台上安装的风能和太阳能发电设备，同时建有海水净化和污水处理系统，生产生活垃圾定期运回陆地处理，运行真正实现绿色生态无污染。
“将来，‘陶湾一号’海洋牧场除了正常的网箱养殖功能外，还将提供科普培训、垂钓潜水、商务会议、休闲观光、婚庆典礼及特色餐饮等服务项目，成为真正的现代海洋产业基地。”李益说。
海洋牧场平台建有海水净化和污水处理系统。 谷华 摄“建设海洋牧场既是科学的生态修复手段，也是现代的渔业生产方式，更是创新的渔业产业形态。”滨海县农旅集团董事长吕海军表示，今后，将全力抢占生态渔业示范发展的制高点，实施“海洋牧场+”融合发展战略，拓展更多的海洋牧场，打造“蓝色粮仓”。
下午4点40分，记者告别“陶湾一号”海洋牧场的值守人员，他们将在这里度过兔年春节。乘船离开的那一刻，回首望去，这座荷花型的“海中城堡”与周边海上风电场林立的大风车“同框”，组成了这片广袤海域上的别样风景。(完)
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