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
（新春走基层）青海“一号水利”工程：历经27年建设，收官战紧锣密鼓******
中新网西宁1月18日电 题：青海“一号水利”工程：历经27年建设，收官战紧锣密鼓
作者 庞彩英 贾克文 张添福
作为一名钢筋工，24岁的黄恩堂已经参与过青海“一号水利”工程——引大济湟工程西干渠7个隧洞的修建。
“引大济湟”工程从1958年开始构想，1996年陆续开工建设，是一项跨流域的大型调水工程，从青海省东北部大通河调水，穿越祁连山余脉达坂山引入湟水河，是青海有史以来建设规模最大、综合效益最广、受益民众最多、建设条件最复杂的战略性调水工程。
“引大济湟”工程攻克诸多世界性工程难题，其中的调水总干渠、西干渠、北干渠一期及二期工程干支渠总长达1143公里，连通5座重要水库(石头峡、黑泉、大石门、南门峡、松多)、272个隧洞、290个渡槽、117个倒虹吸；西干渠、北干渠一期及二期工程田间配套项目管线达5990公里，包括2299座蓄水池、86395个各类井池和给水栓。
图为引水隧洞施工。 贾克文 摄自2017年5月份以来，黄恩堂回甘肃老家的次数屈指可数。为了赶工期，他和工友们决定今年春节也不回家：“春节不能回家和亲人团聚是有点遗憾，但是想到自己能为水利项目建设出一份力，我也十分自豪”。
位于青海省西宁市大通县大哈门村的引大济湟西干渠32号洞，海拔2800米左右，洞外温度低于县城5至6摄氏度，为确保项目如期完工，春节期间，将有30多名项目建设者放弃回家与亲人团聚的机会，选择坚守岗位，奋战在施工一线。
“32号洞在前期地质勘查时，发现有8条断层，仅破碎的V类围岩就有3123米，占隧洞总长的72%。同时，洞内地下水丰富，最多的时候每天出水量达12000立方米，增加了施工难度和安全风险。”西干渠第二标项目经理张东星说。
“越是逢年过节，施工安全、质量问题越不能掉以轻心。”张东星说，“所以我们每天都要对洞内的建设情况进行反复的检查，确保施工安全”。
为了让一线工人在施工现场也能过一个快乐、祥和的春节，项目部通过发放慰问品、保障节日伙食、积极落实工资等举措，确保工人们在工地上干得舒心、干得放心。
“我们倒排工期抢抓进度，全体员工情绪高涨，我们力争在四月底完成砼衬砌施工任务，为新时代、新征程水利事业作出应有的贡献。”张东星说。
32号洞所在的西干渠工程位于青海省东部湟水流域，北起大通县黑泉水库，南至湟中区甘河园区。工程建成后，将充分发挥引大济湟工程的整体效益，缓解湟水北川河西岸水资源供需矛盾，满足甘河园区的用水需求，同时将增加项目区灌溉面积，改善生态环境，提高农民收入。
“目前，引大济湟工程主体建设已全部完成，进入收官收尾阶段。”青海省引大济湟工程建设运行局局长张伟峰说，“我们引大济湟西干渠(大通段)项目工作人员在春节期间，也将坚守在项目一线，紧盯工程建设进度及时做好工程验收、设计变更和完工结算工作，完成西干渠、北干渠二期工程剩余田间配套项目建设。”
在张伟峰眼里，最大的新春愿望是与工人们一道，全力以赴打赢引大济湟工程收官战，尽快让工程全面发挥效益。
青海省水利厅此前对外表示，目前，经过27年建设，引大济湟调水总干渠、北干渠一期、黑泉水库、石头峡水库等已建成发挥效益，北干渠二期工程、西干渠工程建设进入收尾阶段。十年来，引大济湟工程已建成项目已累计向西宁市供水1.94亿立方米，共调蓄灌溉水量40.85亿立方米，累计向下游河道生态补水3.94亿立方米。(完)
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