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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
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（文图 ：赵筱尘 巫邓炎） [责编：天天中] 阅读剩余全文（）  视觉焦点
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