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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

国家文创实验区“云园区”建设正式启动******

　　本报讯（记者李琤）1月9日，国家文化产业创新实验区发展论坛在京举办。本次活动以“科技赋能文化创新 文化赋能城市发展”为主题，围绕数字文化产业发展主题，聚焦国家文化产业创新实验区规划建设，探讨数字文化产业的创新发展与实践探索，深入推进文化产业领域供给侧结构性改革，实现高质量发展。

　　论坛上，国家文创实验区“云园区”（以下简称“云园区”）建设正式启动。“这是文创实验区在文化产业数字化及文化产业服务数字化创新方面迈出的重要一步，我们希望建设一个文化产业要素聚集、服务链条路径创新、全流程数字化管理的‘云园区’，构建全方位数字服务体系，将其打造成国家文化大数据体系建设中文化产业数据管理服务体系的‘样板工程’。”国家文创实验区相关负责人表示。

　　据了解，“云园区”蓝图将打造“一个云服务中心+N个数字服务模块”数字化治理模式，其中“一个云服务中心”即以实验区“云园区”平台为统一官方入口，搭建一站式服务门户；“N个数字服务模块”包括文化政策服务、文化金融服务、文化版权服务、数字园区推介、创新创业支持、文化人才交流、产业协同发展、文化大数据应用、云网资源及企业权益等模块。“云园区”由国家文创实验区牵头谋划，以“聚集文化产业发展要素、打通多元服务链路、全服务场景数字化应用”为建设根本，以“精准匹配文化产业供需资源、高效提升文化产业数字服务生态价值、建立真实可信的文化产业数据流通环境”为核心，依托基于“连接+算力+能力”的新型信息服务体系下的高速网络、智能云与边缘计算模式，通过大数据、物联网、VR/AR等技术以及元宇宙等展现方式，推动“云园区”与实体园区及各类文化场景、服务场景的深度融合。同时通过高速率的网络资源、高可靠的云服务资源、融合多样的园区应用，助力文创企业数智化转型，加速推进数字服务与线下服务的协同发展。“云园区”主要服务政府、园区、企业和白领四类群体端口，其中重点聚焦对国家文创实验区内文化企业的服务。

　　未来，“云园区”将引导百家文化专业服务机构、千个线下文化公共空间、万家驻区文化企业在“云端”集聚，推动文化企业要素“云端”汇集、公共政策服务触手可得、线下文化空间一键预约、文化企业协同智能精准、数字文化发展提质增效，探索智慧文创园区建设的新模式、产业集群效应拓展延伸的新方式、公共管理服务的新范式。

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）