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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

“女蛙王”的新愿望******

　　新华社石家庄1月10日电（记者杨帆）早上五点半，丁继萍就在泳池边了。

　　打开计时器，戴上老花镜，摊开训练日志本，逐个布置队员的训练内容。随着一声响亮的“预备、走”，队员们先后跃入池中，开始7000米距离的水上训练。

　　1月7日，丁继萍早起在泳池开始工作。

　　场边一举一动都带着劲头的丁继萍，今年62岁。年轻时她做过游泳运动员，8年职业生涯中屡获佳绩，被誉为“河北蛙王”。退役后，丁继萍来到教练员岗位上，为国家培养输送了大批优秀运动员。

　　“女蛙王”走上游泳道路很偶然。14岁时，一次丁继萍在省游泳馆玩耍被业余游泳培训班的教练相中，才开始系统参与游泳训练。起步晚，意味着需要付出更多努力，经年累月也培养了她能吃苦、能突破的劲头。

　　1980年9月，丁继萍在上海参加全国游泳锦标赛。

　　2016年，河北省体育局大胆试水改革，河北省体育局游泳跳水运动中心联合衡水泰华锦业房地产有限公司共同创建河北泰华锦业游泳队，同年成立了基地设在衡水市市郊的河北泰华锦业游泳俱乐部（以下称泰华俱乐部），以期在泳池内实现突破。

　　1月7日，泰华俱乐部游泳馆内景。

　　正是那一年，已到退休年纪的丁继萍，开启了人生的另一个偶然，她决定随河北省游泳队来到俱乐部，一把年纪成了开拓者。丁继萍说：“我们一家人常年两地分居，都盼着我退休回家休息。但我觉得还能干，能在教练岗位上有更高突破。”

　　河北省体育局游跳中心负责人介绍，丁继萍作为优秀专业教练，带过各年龄段的孩子，技术扎实、经验丰富，最终确定她作为俱乐部二线队主教练。

　　记者采访了解到，泰华俱乐部二线队队员年龄集中在9-12岁，这个阶段青少年身心发育尚不充分，不仅需要教练员在场上科学指导，还需要场下悉心照顾。

　　丁继萍说：“孩子们常年跟着我，比跟父母的时间还长，我们建了个微信群叫‘丁奶奶的大家庭’，每天督促他们学习生活，他们有什么小秘密也会和我说。”

　　1月8日，丁继萍在泳池边辅导队员。

　　18岁的队员周存鑫跟着丁继萍训练已有一年时间，在此期间达到了国家一级运动员水平。但刚来队里时，周存鑫曾因完不成训练任务而懈怠退缩。

　　“丁教练发现后单独找我谈话，拿她当年训练的故事激励我，告诉我‘咬牙坚持是运动员的一个宝贵品质’。”那次谈话后，周存鑫努力训练，成绩突飞猛进。

　　正是在丁继萍等一批老中青教练携手努力之下，俱乐部迎来突破：队员李冰洁、张一璠在东京奥运会女子4×200米自由泳接力项目上夺冠并打破世界纪录；第15届短池游泳世锦赛上，李冰洁在女子800米、400米自由泳项目夺金。

　　2021年7月29日，东京奥运会游泳项目女子4×200米自由泳接力决赛，中国队打破世界纪录并夺冠，中国队选手杨浚瑄、汤慕涵、张雨霏、李冰洁（从左到右）在颁奖仪式后合影。新华社记者夏一方摄。

　　泰华俱乐部总经理康靖介绍：“竞赛层面之外，近几年俱乐部深入贯彻体教融合政策，引入衡水当地优质文化教育资源，孩子们的学习教育得到有力保障。丁继萍的多名队员以成绩优异考入大学，她获得了广大家长的肯定。”

　　随着寒假和春节即将到来，最近有很多省区市游泳队前来泰华俱乐部训练，丁继萍说自己“已经顾不上惦记过春节了”。“新年有个新愿望——能精力充沛工作。现在孩子们成长进步的路子更宽，我想培养更多苗子，帮他们在泳池内外有所成就。”她说。

　　图片：除标注外均为受访单位提供

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）