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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

我国生态保护修复取得开创性进展******

　　自然资源部相关负责人昨天（11日）表示，自然资源部组建五年来，我国自然资源调查取得一批新成果、生态保护修复取得开创性进展。

　　自然资源部表示，五年来，全国共完成1885个县1:5万地质灾害调查、186万平方公里隐患综合遥感识别、12961处工程治理，因地质灾害死亡失踪人数、直接经济损失明显下降。第三次全国国土调查全面完成，它是我国进入新时代后开展的一次重大国情国力调查，为国土空间保护开发和自然资源管理数字化转型提供了统一的底图底数。

　　此外，我国生态保护修复取得开创性进展，完成全国生态保护红线划定，陆域生态保护红线面积占陆域国土面积的近三分之一；编制实施全国重要生态系统保护和修复重大工程总体规划及专项规划，在国家生态安全屏障统筹布局9个重大工程、47项重点任务。

　　五年来，国家共实施44个山水林田湖草沙一体化保护和修复工程，已完成修复面积达3.5万平方公里；整治修复海岸线1100公里、滨海湿地42万亩。

　　2023年要夯实粮食能源资源安全基础

　　自然资源部负责人表示，2023年要夯实粮食、能源资源安全基础，严守安全底线，提高安全发展能力。

　　自然资源部表示，特别要牢牢守住十八亿亩耕地红线，推进耕地数量、质量、生态“三位一体”保护，坚持良田粮用大原则，坚决遏制耕地“非农化”、防止“非粮化”。全面落实党政同责，健全奖惩机制。

　　此外，自然资源部明确继续加强基础地质调查，深化矿产资源国情调查，推进未利用矿区资源调查评价，组织实施战略性矿产国内找矿行动，推动实施矿产地战略储备工程，提高矿产资源国内供给储备保障能力。

　　自然资源部还改革土地利用计划配置方式，实行“项目跟着规划走，要素跟着项目走”，统筹安排新增和存量建设用地，全国单位GDP建设用地使用面积五年下降21.51%。

　　提高自然资源利用水平 守住生态安全边界

　　对于如何推动我国绿色低碳发展，自然资源部负责人表示，将持续推进自然资源节约集约利用、提高自然资源利用水平，守住自然生态安全边界，促进人与自然和谐共生的现代化建设。

　　自然资源部表示，继续优化自然资源要素保障方式，规范重大项目用地清单，以国土空间规划和真实有效的项目落地作为配置土地计划的依据。研究制定科学合理围填海管控规则，保障国家重大项目及行业、民生用海用岛。

　　自然资源部明确，继续实施山水林田湖草沙一体化保护和系统治理，健全国土空间生态修复规划体系，推动实施全国陆海生态系统本底状况调查、变化监测、风险预警。

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）