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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

声光掠影 照见未来******

　　【乌镇聚焦】

　　光明日报记者 王禹欣 陈海波

　　11月8日，“携手构建网络空间命运共同体精品案例”发布展示活动在乌镇亮相。活动以“讲故事”的形式，运用机械臂数控LED屏、裸眼3D等创新手段，全景呈现全球征集评选出的12项精品实践案例，充分展示了构建网络空间命运共同体的显著成果，为观众带来了一场视听盛宴。专家认为，这些案例为构建网络空间命运共同体提供了探索经验。

　　基础设施根基

　　“一机在手，永不失联！”活动现场，“北斗系统服务全球，造福人类——携手共建网络空间命运共同体”案例刚一发布，便吸引了大家的眼光。

　　“作为全球卫星导航系统四大供应商之一的中国北斗，已在2020年完成了全球组网，开始向全球提供全天候、全天时、高精度的定位、导航与授时服务。”中国卫星导航系统管理办公室主任冉承其很自豪地说，比如，基于北斗的无人机，大大提高了莫桑比克的水稻作业效率；有了北斗，布基纳法索一家新医院的建筑测绘时间节省了一半。

　　“全球5G大会”实践案例也让大家看到了夯实基础设施的重要性。中国信通院移动通信创新中心副主任徐菲介绍，全球5G大会积极开展5G增强关键技术研究，共同探讨新技术趋势、新应用场景，推进移动通信技术升级演进和创新迭代，以5G增强技术为新的起点迎接万物智联时代的到来。

　　与5G一样，IPv6也是非常重要的信息技术。由多位专家发起的“推进IPv6规模部署向纯IPv6发展联合倡议”，入选了此次精品案例。倡议指出，IPv6将给我们带来更快的上网速度、更安全的上网方式以及更好的隐私保护能力，为此，倡导社会各界加大IPv6技术的融合创新、加速纯IPv6的实践应用以及加强IPv6产业生态建设。

　　“IPv6真正实现了‘让地球上每一粒沙子都能拥有IP地址’，让更多的用户和设备可以接入互联网，让万物互联、元宇宙成为可能。”下一代互联网国家工程中心副主任张旭东说。

　　社会发展新动能

　　“海外消费者从中国网购下单，10天以内即可送达，运费仅相当于一杯咖啡的价格”，这背后正是数字技术助力。这是菜鸟网络CEO万霖分享的案例。据他介绍，菜鸟陆续建设了一批全球数字物流枢纽，还通过推广数字技术提升全球物流效率。

　　“全球能源互联网实质是‘智能电网+特高压电网+清洁能源’，不仅将推动电力基础设施提质升级，还将促进能源、信息、交通‘三网融合’，为可持续发展提供重要载体。”全球能源互联网发展合作副秘书长程志强介绍了“能联全球”数字化平台案例，该平台有力推进了全球能源互联网建设。

　　思爱普大中华区副总裁裴金林向大家讲述了可持续数字方案。“作为一家植根中国30年的外企，思爱普希望更好地赋能中国企业及政府部门通过数字化手段实现双碳目标。”

　　数字技术还可以不断拓展网络空间，推动文化传播。

　　敦煌研究院院长苏伯民表示：“我们借助互联网平台和技术，构建起‘数字敦煌’这一集成化的大型石窟数字资源保障体系和互联网综合敦煌文化服务平台，向世界展示古代文明的结晶，向国际社会传播中华灿烂文明之光。”

　　作为“亚洲文明对话大会”系列活动之一，“亚洲数字艺术展”2019年以数字沉浸方式，为百余位驻华使节及商会代表奉献了一场独特的表演。“那一刻，数字文化交融超越了文明隔阂。”北京唐影众线文化传播有限责任公司执行董事王鹏说。

　　安全高效网络空间

　　网络安全，是构建网络空间命运共同体的重要基石。国家计算机网络应急技术处理协调中心（CNCERT）选送的“CNCERT网安事件处置合作”案例，让大家看到了中国在推动维护网络安全方面的努力。

　　国家计算机网络应急技术处理协调中心浙江分中心高级工程师何能强分享了一个网络安全事件处置经历：一家仿冒的中国金融机构网站，长期占据搜索引擎榜首位置，用户很可能因此被骗。CNCERT紧急联系协调该搜索引擎公司，快速解决了排名问题，降低了用户资金被盗取的风险。

　　5G时代，安全先行。中兴通讯分享的是“5G基础设施和数据内生安全的国际化实践”案例。

　　据中兴通讯首席安全架构师闫新成介绍，中兴通讯围绕硬件、操作系统、数据等核心资产，面向智能制造、智慧医疗、数字政府、协同办公等场景进行了体系化的安全设计，为行业客户提供了终端可信接入、网络弹性隔离、专网数据保护、安全可视运维等一体化的5G安全解决方案。目前，中兴通讯已为全球20多亿用户提供了安全可信的网络通信。

　　数据跨境安全流动也是一个亟须重视的问题。“海量的数据跨境流动支撑着全世界的科研、贸易和经济活动，跨境数据流动已成为连接全球经济的重要纽带。然而，国家和地区对安全责任的不同要求导致数据不敢共享，对技术选择的共识不足导致数据不会共享。数据跨境迫切需要建立合规有序的流动机制。”澳门数字化发展协会理事张汉卓说。

　　由澳门数字化发展协会与欧盟国际数据空间协会一起探索的“中国澳门-欧盟数据跨境流动实践”，入选了精品案例。据张汉卓介绍，他们探索出一套包括规则、技术和管理的治理机制，采用IPv6、隐私增强、区块链等技术实现数据流动的可追溯和可管控。

　　“随着项目的实施，数据不敢共享和不会共享的问题正在逐步解决，科研交流和国际项目合作得到了全面加强。”张汉卓说。

　　《光明日报》（ 2022年11月09日 10版）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）