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

黄河宁夏段累计封河长度182公里******

　　中新网银川1月31日(记者 于晶)1月31日，记者从宁夏回族自治区水利厅获悉 ，截至1月31日，黄河宁夏段出现三段封河，总封河长度182公里，为2016年以来最长封河距离。

　　据介绍 ，青石段封河上首位于兴庆区滨河黄河大桥上游4公里，封河长度139公里 。青铜峡坝上封河上首位于青铜峡三道湖七队上游1公里，封河长度36公里 ；沙坡头坝上封河上首位于孟家湾公路大桥上游1公里 ，封河长度7公里 。封河河段多有清沟 。总流凌长度48公里，密度20%~5% ；沙坡头坝上封河上首河段无流凌。

　　宁夏水利厅相关负责人表示 ，黄河宁夏段5天平均气温持续低于零下5度，容易封河 。由于纬度较高 ，青石段常年封河 。近期 ，宁夏阶段性冷空气比较活跃 ，青铜峡水利枢纽和沙坡头水利枢纽两库区流速平缓，水面先形成封冻 ，拦截上流流凌 ，并随着凌块 的堆积，出现了长距离 的封河 。

　　从水文监测看，沙坡头水利枢纽以上河段出现过三次封河，分别是2007年至2008年度、2010年到2011年度和2015年到2016年度 。相较于青石段 ，坝上凌块比较薄 ，封河距离短，因此封河开河比较平稳 ，通常不会形成大的灾害 。

　　为切实做好宁夏黄河防凌工作，春节期间 ，宁夏防汛抗旱指挥部办公室4次调度沿河各地防凌工作开展，对黄河凌汛防范工作再安排再部署再落实 。宁夏水文水资源监测预警中心强化凌情监测，加密巡测次数 ，充分利用无人机 、视频监控 、机动巡测相结合 的手段，立体化掌握凌汛动态 。

　　截至目前 ，宁夏黄河防凌形势总体平稳，没有发生人员伤亡事故，沿黄防凌工作有序开展 。(完)