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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 每日彩票地图 |
