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

温暖回家路丨春运首日“护龙人”：每天弯腰、蹲起上千次为运输安全保驾护航******

　　大河网讯 1月7日，春运首日，阳光明媚。在中国铁路郑州局集团公司郑州车辆段南五里堡客车整备场，一列列精检细修、整装待发的客车像一条条绿色长龙，等待着开往“美丽的春天”。繁忙的整备场，穿着工装、戴着口罩的客车检车员们不停穿梭在车体间，他们就是——春运里的“护龙人”。

　　每年春运，铁路部门都要对郑州局集团公司所有配属的旅客列车进行客车大整修，迅速修复各种不良隐患，并重点从防燃轴切轴、防客车火灾、防列车分离、防制动故障、防运行品质不良、防配件脱落入手，为客车查找病灶，整治病害，补充营养，强壮筋骨。

　　随着新冠疫情防控形势向好，企业复工复产加速，不少列车已重新投入使用。郑州车辆段是郑州局集团有限公司唯一的普速客车检修单位，担负着67列1139辆图定列车车辆的日常检查、故障处理和技术保养等繁重任务，确保这些即将“开往春天”的列车行车安全。根据测算，这个段除保证图定客车正常开行外，还需编组临客车底29组526辆。

　　为此，春运期间，这个段紧密围绕客车车体运用实际，科学调配检修计划，实施车辆检修定人、定责、定标的管理制度，统一车辆整修标准，对图定客车和临客列车进行全面整备。

　　李俊，郑州车辆段库检车间青年突击队检车员，作为一名“00后”，李俊的主要工作就是对进入客整所的客车车体进行逐辆检查，确保车辆各部件状态良好。今年是他经历的第二个春运，1月7日，李俊正在检查一列209P转向架型号的车体，他左胸前挎着的一台对讲机不断传出指令，右手提着一把点检锤，木质的锤把已乌黑锃亮，尖尖的锤头也已经被磨圆。

　　李俊熟练地探入车底，脑袋探进侧架内侧，提起点检锤“滴滴答答”地敲击着转向架摇枕，静静地辨识着金属撞击的声音，整个过程不停地变换姿势，眼睛像鹰一样巡查着每一个部件。通过眼看、耳听、手拉、指摸等方式，找出列车的“病因”，及时修正。

　　李俊说：“在定岗前，师傅告诉我这种车型检查重点主要在车体下部组件，需要仔细敲击部件，听音辨别部件是否存在问题，如遇问题部件要及时处理，并再次确认修复后的部件状态良好。尤其是春运期间，列车疲劳运行更易引发各种不良隐患，作为检车员更应该严格按照标准，做到精检细修。”

　　不一会，李俊从车底钻出，嘴里默念一句：“敲击声音未见异常，该车状态良好。”接着向下一辆车走去。因行车安全需要，客车车体检查作业都是在露天场所开展，场内没有树木、没有任何可以遮挡的设施。春运期间，室外温度最低将达到零下10摄氏度。检车员长时间的室外作业，每天行走的步数通常在两三万步，用检点锤敲击的次数达到上万次，弯腰、蹲起的次数多达上千次。

　　据了解，郑州车辆段以客车电采暖系统、制动系统检查整治为重点，紧盯关键补强短板。在客整场库停期间，组织作业班组对易冻覆冰部位和制动系统供风管路实施全面防寒检查，对车内空调、伴热装置等重要设施逐一检查。针对近期气温骤降的实际，组织作业人员及时供电供暖，为夜间停放的客车保暖驱寒，确保次日安全出库、上线良好运行。

　　围绕春运客车安全，突出大部件脱落、防溜等安全关键，开展安全隐患排查整治，加大对关键岗位、关键作业、关键部位的检查盯控力度，在全面做好列车转向架、塞拉门、车内服务设施等关键部位日常巡检的基础上，重点对车上车下的供水管路和用水设施进行全面平推检查。

　　春运期间，这个段结合春运开行方案，提高作业人员的应急处置能力，从严从细做好应急故障的判断和处置，为假期运输安全保驾护航。（记者 祝传鹏 通讯员 刘雨）