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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
【十年中国风】“5G+万物”，中国人闯出数字生活新天地******
中新网北京10月3日电题：【十年中国风】“5G+万物”，中国人闯出数字生活新天地
记者 宋宇晟
“峰顶5G信号特别好。”2020年5月，登山队员在珠峰峰顶通过5G网络拨通电话。登山队登顶测量的高清视频画面，也通过5G网络实现了全世界实时共享。
这一年，全球海拔最高的5G基站——位于珠穆朗玛峰海拔6500米前进营地的5G基站投入使用。同年，中国5G深入地下534米，全国首个煤矿井下5G网络建成，当时创造了全球最深地下5G网络的纪录。
在商用一年之内，中国5G就创造了“上山”“入地”的纪录。如今，三年过去了，中国5G的覆盖范围有多广？
世界上最大的5G网络
2019年，中国工信部向运营商发放5G牌照，开启了5G商用元年的序幕。同年，三大运营商官宣5G套餐资费，中国5G商用进程全面开启。
当时就有外媒指出，这标志着中国在成为科技超级大国之路上迈出了关键一步。英国广播公司(BBC)更是直接以“中国推出‘世界上最大的5G网络’”为题报道了中国5G发展情况。
5G牌照发放后，中国5G网络建设驶入“快车道”，中国加速进入万物互联时代。
这年7月，摩纳哥成为全球首个全境覆盖5G网络的国家。在此过程中，中国公司成为摩纳哥最可靠的合作伙伴之一。
而此后新冠肺炎疫情的暴发，让世界看到了中国5G布局的前瞻性。
2020年，路透社报道指出，“疫情期间网络负荷爆满，中国经受住了这一考验，网络适度超前建设显然功不可没。这也让大家尝到了5G网络的甜头。”
香港《南华早报》文章认为，疫情暴发后大量用户需要更快的网络连接和低延迟来支持多种应用，比如直播和远程会议，中国5G移动服务行业的长期发展将得到加速。
宽带发展联盟发布的报告显示，2021年第四季度，中国移动宽带用户使用移动宽带网络访问互联网时的综合平均下载速率已达到59.34Mbit/s。而这一数据在2017年还不足20Mbit/s。
资料图 中新社记者 陈骥旻 摄来之不易的5G引领
这片数字生活的“新天地”，是中国人闯出来的。
曾几何时，中国移动通信事业在很长一段时间都落于人后。自上世纪80年代以来，移动通信每10年就会出现新一代革命性技术。但起步的1G对于中国来说，几乎是一片空白。
有报道对5G之前中国的移动通信技术做过这样的梳理：1987年，中国正式进入1G时代，“大哥大”的造型深入人心，但核心技术和标准被外企牢牢掌握；1994年，2G在中国落地，发送短信成为可能，手机也越来越平民化；2009年，工信部发放3G牌照，更高的带宽和更稳定的传输速度让移动互联走入现实，国产手机顺势而起；2013年，4G牌照如期而至，中国自主研发的TD-LTE标准得到了广泛使用，催生了移动支付、短视频等全新业态。
从“3G突破”“4G同步”到“5G引领”，这十年，中国移动通信技术终于完成了从“追赶”到“引领”的历程。
数据显示，中国企业声明的5G标准必要专利占比达到38.2%，5G行业应用案例已累计超过2万个。
在当下的中国，5G正与万物互联：5G+工业互联网、5G+教育、5G+医疗、5G+农业、5G+交通运输、5G+能源、5G+VR、5G+AI……
国外网友艳羡的5G生活
5G技术在中国覆盖范围之大，也令国外网友艳羡不已。
2019年，在YouTube平台，一则视频“云南偏远少数民族脱贫”(Remote ethnic group rises above poverty in Yunnan, China)获得好评如潮。其中记录了中国少数民族独龙族生活的今昔对比。
独龙族的主要聚居地云南独龙江乡，深处峡谷，自然条件恶劣。新中国成立初期，独龙族“一步跨千年”，从原始社会末期直接过渡到社会主义社会。当世界步入数字时代，独龙族还能跟上时代的脚步吗？
不少网友在视频中发现，这么偏远的村庄居然有5G，很多人表达了羡慕之情。
2019年至今，以5G技术填平“数字鸿沟”的努力一直在持续。今年7月，独龙江乡6个行政村实现5G网络全覆盖。电商、直播带货这些数字时代的产物，正逐渐融入当地人的日常生活。
新加坡《联合早报》注意到，活跃在短视频平台“三农”领域的博主，在中国越来越多。
这有赖于十年来中国信息基础设施实现跨越发展。
数据显示，目前中国5G基站开通数、移动电话用户数全球第一。截至7月底，全国建成开通5G基站196.8万个，所有地级市城区、县城城区和96%的乡镇镇区实现5G网络覆盖，5G移动电话用户达到4.75亿户，比2021年末净增1.2亿户。
在中国国家博物馆“百年巨变——雕塑作品展”中，一件名为《5G时代》的雕塑记录了当代中国乡村数字生活的具体瞬间——两位老人开心地坐在村头的石磙上，高高举起手机，与远在他乡的亲人视频通话。
当然，被一起定格在雕塑中的，还有这个时代独有的中国5G印记。(完)
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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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