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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

地下工厂 地上花园******

　　园区雪景 金徽矿业旅游景区 供图

　　三季有花、四季常青，地下工厂、地上花园，这是很多游客参观甘肃徽县金徽矿业景区后的评价。近年来，该景区凭借自然地理优势和工业资源优势，以自然生态的良性循环为基础，以主题化、生态化、数字化、游乐化、情境化、动感化为设计手法，建造工业旅游景区，吸引大量游客前来旅游观光。近日，金徽矿业旅游景区被评为国家工业旅游示范基地，成为矿业开发、生态保护和文旅融合发展的典范。

　　冬天的金徽矿业被白雪覆盖，春夏之交的金徽矿业景区有劲松苍柏、鲜花迎宾……如果不是依山而建的厂房的提醒，游客很难想到自己正身处一座矿山。游客余先生选择夏天来这里参观学习，在它看来，金徽矿业旅游景区气候温润，生态良好，白天园区静谧美丽，虫鸣鸟叫声不绝于耳，夜晚灯光秀美，山色如画。

　　金徽矿业股份有限公司（以下简称“金徽股份”）是一家集铅、锌、银等矿产资源勘查、开采、加工、销售为一体的混合所有制矿山企业。金徽矿业旅游景区依托金徽股份郭家沟铅锌矿150万吨/年采选项目和绿色矿山建设而成。2019年，金徽股份成功入选国家级绿色矿山名录，被自然资源部评为国家级绿色矿山典范企业。

　　近年来，金徽股份践行“在保护中开发，在开发中保护”的理念，通过工程措施、生物措施，同步开展生态环境综合治理，坚持开展护林、种树、种草工作，实现矿区边开发边治理和绿化美化的全覆盖，让生态环境因资源开发而变得更加优美。

　　作为一家以矿业生产为主的上市企业，金徽股份在日常的生产建设中形成了矿井、尾矿库、主平硐等工业设施和景观，在生产中采用的机械化、自动化技术和作业模式，以及实物地质资料岩芯等，这些都是科普地质和工业技术知识的宝贵资源。

　　凭借良好的生态资源与工业文化资源，金徽股份逐步将整个矿业生产区域打造成一处特色鲜明的现代化工业旅游景区。

　　“我们严格按照国家4A级旅游景区标准要求，认真践行‘绿水青山就是金山银山’理念，在考察学习和借鉴先进经验的基础上，邀请景观设计单位对景区进行了规划设计，将其打造成一处以工业旅游和自然观光为主的特色旅游景区。”金徽股份董事长、总经理刘勇说。

　　为将工业资源很好地融入旅游，金徽股份建成了实物地质资料岩芯馆、展览馆，以及员工活动中心、生态停车场、培训中心和标准化的游客服务中心、游客购物中心、医务室、旅游厕所等。

　　“我们不仅在硬件设施上下功夫，还不断提升软件能力，为前来游玩参观的游客提供高质量的参观体验和服务，让游客通过金徽矿业这扇窗口了解工业资源的魅力。”刘勇说。

　　目前，金徽矿业旅游景区依托绿色矿山建设，建成了迎宾大道、迎宾瀑布、劲松迎客、矿工服务楼、磨浮车间、科技馆、音乐喷泉广场、红枫林、玫瑰园、朝凤亭、十里槐花长廊等景点。

　　“我们按照景观设计，建成了以工业旅游和自然观光为主，特色鲜明、科普性强的多条游览线路。全自动数字化磨浮车间、主平硐口、矿工服务楼、科技指挥中心等工业旅游项目，可让参观者全面了解矿业最新技术和控制水平。”刘勇介绍。

　　如今，游客到金徽矿业旅游景区游玩，不仅可以领略到景区玫瑰园、樱花大道等优美的自然生态风光，还可到实物地质资料岩芯馆观看完整保存的大量探矿岩芯，了解地质演变的科学知识；通过数字远程控制监控系统，观看工人在地下几百米辛勤劳作的工作画面；通过机械化作业，深入了解埋藏在井下亿万年的矿石模样；在标准化建设的5D影厅里，通过视觉、嗅觉、触觉等手段，体验深入地心的刺激和奇妙……游览下来，这一趟旅行就是内容丰富的科普之旅。

　　“地下工厂、地上花园”，坚持把矿区当景区来打造的金徽矿业是甘肃省绿色矿山发展的新标杆和新名片。如今，绿色矿山建设成效得到了多方认可，金徽矿业已成为政府、企业、高校等多方学习“绿色经验”的新基地。

　　“我们最大的特色就是在矿产资源开发过程中，尽可能减少对环境的扰动，将工业发展与生态文明建设、景区开发融合，努力发挥工厂变公园、矿山变景区的示范带动作用，推动区域旅游产业链长效发展，为推动矿业经济和区域经济社会高质量发展献出自己的力量。”刘勇说。（罗赟鹏 本报记者 张陇堂）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）