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

2023，世界期待更多的正能量******

　　国际观察|2023，世界期待更多的正能量

　　新华社北京1月5日电(记者刘赞)2022年，世界动荡不安：美国四处拱火浇油，乌克兰危机延宕难解；新冠疫情持续，奥密克戎毒株成为全球流行的主要毒株；通货膨胀、粮食危机、能源安全问题复杂严峻，世界经济复苏迟滞乏力；气候变化危害日益凸显，气候变化谈判举步维艰……

　　2023年，世界充满悬念：乌克兰危机能结束吗？世界卫生组织会不会宣布新冠大流行终结？世界经济能否摆脱衰退阴影？美国政局变化有哪些外溢影响？亚太地区热点问题会不会持续升温？气候变化谈判又能否取得新进展？

　　悬念一：乌克兰危机能结束吗？

　　2022年2月24日，俄罗斯对乌克兰发起特别军事行动，乌克兰危机升级。以美国为首的西方国家不断对乌提供军事和经济援助，使这场冲突变成了持久战。与此同时，美国及其盟友对俄实施规模空前的严厉制裁，但未能击垮俄经济。

　　目前，俄乌两军基本处于相持状态。由于双方立场差距巨大，短期内难以通过谈判化解危机。美国继续拱火浇油，日前再次宣布对乌追加18.5亿美元军援，其中包括“爱国者”防空导弹系统。美国国会最近还通过2023财年综合拨款法案，其中包括高达450亿美元的援乌资金。俄罗斯近期则宣布，计划将俄军规模从115万人扩充至150万人，释放出加强军事力量的信号。

　　2023年，这场危机是走向终结，还是进一步升级，目前难以预料。西方国家能否承受持续对乌援助给本国经济和国防带来的巨大压力，将是决定局势走向的一个重要因素。

　　悬念二：新冠大流行能终结吗？

　　过去一年，变异新冠病毒奥密克戎毒株成为全球流行的主要毒株。与此前流行的毒株相比，其传染性更强，具有多个亚型，在世界各国引发一波波新的疫情高峰。不过，奥密克戎的致病力明显减弱，感染奥密克戎导致的重症率和死亡率显著下降，这也促使世界各国逐渐调整防疫政策。

　　世界卫生组织总干事谭德塞不久前表示，希望在2023年某个时候可以宣布新冠疫情不再构成全球卫生紧急事件，世卫组织紧急委员会1月将开会讨论其判断标准。

　　面对抵御新冠病毒的战役，全球科学家在不懈寻求下一代疫苗、抗病毒药物等新武器，随着新冠疫苗和药物的研发取得进展，人类必将拥有越来越多对付病毒的武器，构筑起抵御新冠病毒的坚盾。

　　悬念三：世界经济能摆脱衰退阴影吗？

　　2022年，世界经济困难重重，特别是通货膨胀困扰很多国家。以美国为首的西方国家此前为应对新冠疫情、刺激经济长时间施行超宽松货币政策，为通胀飙升埋下祸根。乌克兰危机升级后，西方对俄制裁使得原本就被疫情所扰乱的国际供应链进一步受阻，能源、粮食价格高企进一步推高通胀，欧美多国物价涨幅创下40年来最高纪录。

　　为应对通胀，美联储快速大幅加息，导致其他经济体货币大幅贬值，加剧其输入性通胀。不少国家被迫跟随美国加息步伐，引发经济衰退担忧。

　　国际货币基金组织2022年10月发布的《世界经济展望报告》预计，2023年全球经济增速为2.7%，较7月的预测值下调0.2个百分点，全球经济面临巨大下行风险。

　　不过，随着累积需求释放和政策效应叠加，中国经济将呈现明显复苏增长势头，这将为世界经济带来持续动力、机遇和信心。

　　悬念四：美国政局变化将产生哪些外溢影响？

　　2022年，美国民主、共和两党继续恶斗，在堕胎权、控枪、移民等一系列问题上尖锐对立。在11月的中期选举中，共和党夺取国会众议院控制权，民主党则以微弱优势保住参议院控制权。

　　在两党瞄准2024年总统选举、新一届国会两院“分裂”的情况下，共和党预计将在2023年对拜登政府发起更多挑战，其现行的内外政策将面临巨大不确定性。

　　共和党内部斗争也可能趋于激烈。由于打算参加下届总统选举的前总统特朗普在中期选举中发挥的作用不佳，共和党内温和派可能考虑放弃对他的支持。同时，共和党在众议院的席位优势不大，使得党内极端势力或将有更多机会左右该党在国会的立场。

　　在政治极化、党争加剧的背景下，美国政局走向具有较大不确定性，这将影响美国的对外政策，进而对世界造成复杂影响。

　　悬念五：亚太地区热点问题会持续升温吗？

　　2022年，在美国搅局之下，亚太多国面临不同程度震荡，地区局势局部升温。

　　美军撤离一年后，阿富汗仍然面临严峻安全形势和严重人道主义危机。在朝鲜半岛，美国与韩国多次举行大规模联合军演，朝鲜发射导弹予以反制，半岛紧张局势不断升级。在美国支持下，日本最近正式通过新版《国家安全保障战略》等3份安保政策文件，提出打造所谓“反击能力”即事实上的攻击能力等政策主张，并将在未来5年大幅增加军事开支，引发国际社会担忧。

　　可以预见，美国会持续在亚太“拉小群”、搞事情，2023年的亚太恐怕难以平静。

　　悬念六：气变谈判能取得新进展吗？

　　气候变化是人类面临的重大挑战。2022年，从巴基斯坦特大洪灾造成1000多人死亡，到欧洲夏季高温干旱造成泰晤士河源头干涸、莱茵河几乎断航，再到最近冬季风暴几乎席卷全美造成数十人死亡……一系列极端天气事件提醒人类，应对气候变化刻不容缓。

　　2022年11月，《联合国气候变化框架公约》第二十七次缔约方大会(COP27)在埃及沙姆沙伊赫举行。发达国家在向发展中国家提供资金和技术支持等问题上依然态度消极，其先前承诺的每年1000亿美元资金支持仍未兑现。作为会议成果的一大亮点，本次大会最终同意建立损失与损害基金，旨在向最脆弱和受气候变化影响最严重的国家提供财政援助，但这只是第一步，基金形式、出资国家、分配方式、援助对象等关键问题被留到2023年继续谈判。

　　当前，发达国家经济状况总体不佳，加上能源供应紧张导致部分发达国家重新转向煤炭发电，发达国家自身减排意愿以及为发展中国家减排提供支持的意愿都在下降。在这样的形势下，2023年在阿联酋迪拜举行的COP28能否就上述关键问题取得新进展值得关注。