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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

“中国是一个充满机遇的市场”（见证·中国机遇）******

　　“中国市场是全球增长最快的市场之一，我们会继续扩大在中国的投资。”法国苏伊士集团（以下简称“苏伊士”）董事长兼首席执行官苏冰岚日前在接受本报记者采访时表示，作为最早进入中国水务市场的外资企业之一，苏伊士把来自全球的先进解决方案引入中国市场的同时，也把在中国发展的成功经验带到其他国家和地区。

　　苏伊士是世界领先的水务和固废资源管理服务企业。早在上世纪70年代中期，苏伊士的子公司得利满就在中国参与设计建造水厂和污水处理厂，并为中国城市居民提供水务服务，见证了中国在促进经济发展和生态环境保护协同共进方面取得的成就。“中国是一个充满机遇的市场。苏伊士在中国发展已近50年，业务领域逐渐由技术设施建设拓展至水务管理、固废管理、工业园区及智慧环境解决方案等。”苏冰岚介绍，如今，苏伊士在中国的员工超过6500人，建造了逾400座饮用水及污水处理厂，为超过2500万人提供水务和固废资源管理服务，为16个工业园区提供环境服务。

　　苏冰岚说，苏伊士在中国的发展历程，伴随着中国经济绿色转型、推动人与自然和谐共生的过程。目前，苏伊士与中国30多个主要城市的市政和工业客户合作。在上海，苏伊士为上海化学工业园区提供一体化环保方案，助力园区成为全球生态环保和循环经济的实践典范；在辽宁大连，苏伊士的污水解决方案减少了二氧化碳排放，帮助保护渤海的生态环境和生物多样性；在江苏常熟，苏伊士将建筑装修垃圾的资源化率提升到80%。

　　“苏伊士深刻感受到中国经济绿色转型的决心和努力，见证了中国经济增长模式的转变。”苏冰岚说，中国对环境监管采取高标准，例如，在饮用水水质检测方面，中国制定了106项指标。在污水排放标准方面，中国许多地方制定的化学需氧量限值比欧洲国家规定的限值低50%以上。“这些严格的规定对技术提出更高要求。中国一系列开放政策为我们带来极具吸引力的发展机遇。”

　　2022年，苏伊士在中国签订多个合同，包括江苏常熟为期30年的工业污水处理厂建设与运营服务项目、位于四川成都的污泥独立焚烧项目等，苏伊士在中国的首个海水淡化建设项目也将在山东落地。苏冰岚表示，根据苏伊士有关战略规划，集团的国际业务比重将由此前的25%上升至40%左右，中国在苏伊士未来业务中占据重要位置。“集团层面将未来营收增长目标定在4%—5%左右，可以确定的是，中国市场的增长目标将高于这个平均水平。”

　　苏冰岚说，苏伊士将继续加大在中国的投资，不仅是看重中国的市场规模，更是因为中国政府对环境保护的高度重视。中国正在加快改善生态环境质量，苏伊士有能力提供多样化的解决方案，为推动中国生态环境保护事业发展贡献力量。（田 泓）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）