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
勇担实现高水平科技自立自强的时代使命******
党的二十大报告提出，坚持创新在我国现代化建设全局中的核心地位，加快实现高水平科技自立自强，加快建设科技强国。现在，世界新一轮科技革命和产业变革迅猛发展，我们既面临难得的历史机遇，又面临严峻挑战。我们只有加快实现高水平科技自立自强，才能在这场激烈的科技竞争中占有先机，把握住这千载难逢的历史机遇。本期光明网理论学术动态导读关注“科技自立自强”这一主题，欢迎网友踊跃参与讨论。
把握推进新时代科技强国事业“靠什么自立”“何以自强”关键命题。当前，科技创新成为国际战略博弈的主要战场，围绕科技制高点的竞争空前激烈，我们必须深刻把握推进新时代科技强国事业“靠什么自立”“何以自强”等关键命题，勇担服务高水平科技自立自强的时代使命。一方面，我们“靠什么自立”？一是重源头创新：加强应用牵引的基础研究。我们要始终保持强烈的忧患意识、机遇意识，牢牢把握当前和未来一段时期我国科技事业发展的主要矛盾，集聚力量进行原创性引领性科技攻关。二是抓关键核心：推进关键核心技术合力攻坚。我们要坚持问题导向，紧跟发展全局急需、国家安全急需、产业前沿急需，身先士卒投身和推动创新链产业链融合，合力打造高效强大的共性技术供给体系。三是建自主体系。我们要大力弘扬科学家精神，以中国特色、中国风格、中国气派的学科体系、学术体系、话语体系推动科技创新事业蓬勃发展。另一方面，思考我们“何以自强”？一是强核心力量：强化国家战略科技力量。我们要全面、系统、准确把握国家战略科技力量的内涵和外延，深刻把握科技工作对接多样化动态化国家战略的整体机制。二是强开放融合：深度参与全球科技治理。我们要深刻把握构建新发展格局对我国参与全球科技治理提出的新要求，助力我国通过创新产业转移和关键资源引进，加速调动内外创新驱动力。三是强第一资源：构筑科研创新人才高地。我们要始终坚定“我国教育是能够培养出大师来的”强烈自信，争做提携后学的铺路石和领路人。详情
以国家战略需求为导向，聚焦自立自强全面提升创新活力。科技创新是百年未有之大变局中的一个关键变量，我们要坚持创新在我国现代化建设全局中的核心地位，抢抓新一轮科技革命和产业变革的重大机遇，聚焦自立自强全面提升创新活力，为经济社会高质量发展提供更加澎湃的动力。一方面，聚焦体系建设，打造创新主体合力。要着力提升国家创新体系整体效能，畅通创新资源在各个创新主体之间、创新链条之间、创新环节之间的流通渠道；要加快形成支持全面创新的基础制度，创新研发创新平台和产业技术研究院建设模式。另一方面，立足基础研究，增强自主创新能力。要着力提高基础研究能力和水平，集聚力量进行原创性引领性科技攻关；要着力实施企业技术创新能力提升行动，实施更大力度的研发费用加计扣除、激励科技型中小企业创新的税收优惠等普惠性政策。同时，着眼关键领域，提高科技成果转化和产业化水平。要促进技术成果与重大需求相结合，强化企业主导的产学研深度融合，既要加大新一代信息通信技术、生命健康技术、智能芯片技术等领域关键节点的研发攻关力度，还要面向重点产业、新兴产业，着力推进创新链产业链资金链人才链深度融合。详情
新时代的优秀科技文化是实现高水平科技自立的深厚土壤。建设世界科技强国、实现高水平科技自立自强是党中央在新的历史方位作出的重大决策，而科技文化是建设世界科技强国、实现高水平科技自立自强的重要内容。中华民族素有文化自信的气度，坚定文化自信体现的正是中国精神、中国价值和中国力量。有了这种文化自信，我们就有了科技文化创新的定力，就有了科技文化创新的方向。事实上，世界科技强国的崛起都是以科技文化的发展繁荣为前提和基础的，因此，适应建设世界科技强国的需要，科技文化创新必须坚持目标导向与问题导向相统一、立足国内与全球视野相统筹，不断增强科技文化创新的主动性和自觉性，努力塑造符合新时代特点，满足经济社会发展要求，能够引领和支撑建设世界科技强国、实现高水平科技自立自强的现代科技文化。详情
教育、科技、人才一体化推进助力实现高水平科技自立自强。必须坚持走中国特色自主创新道路，教育、科技、人才一体化推进，加快实现高水平科技自立自强，打通从科技强到产业强、经济强、国家强的通道。一方面，教育、科技、人才一体化推进，是关乎国家和民族长远发展的重大战略擘画。改革开放以来特别是党的十八大以来的实践证明，建设社会主义现代化国家、推进中华民族伟大复兴，基础在教育、关键是科技、归根结底靠人才。另一方面，教育、科技、人才一体化推进，是在国际竞争中占据先机和优势的必然要求。当前，世界之变、时代之变、历史之变正以前所未有的方式展开，新一轮科技革命和产业变革迅猛发展，教育、科技、人才都是衡量一个国家综合国力的重要指标，我们必须以更大的力度、更实的举措，确保教育、科技、人才一体化推进，使我国拥有教育发展优势、科技比较优势、人才竞争优势。同时，教育、科技、人才一体化推进，是推动我国经济社会高质量发展的大势所趋。从全球范围和我国实际看，教育、科技、人才同经济社会发展加速渗透融合，教育、科技、人才一体化推进，是推动经济社会高质量发展的迫切要求和强大驱动，必须始终把教育摆在优先发展的战略位置，坚持走中国特色自主创新道路，全方位支持人才、帮助人才，千方百计造就人才、成就人才。详情
多措并举推动科技自立自强。推动技术标准与知识产权协同创新，是我国塑造发展新动能新优势、实现高水平科技自立自强的关键抓手，需不断明确标准与知识产权协同推进科技自立自强的前进方向，多措并举推动科技自立自强。第一，科技自立是科技自强的前提，实现高水平科技自立自强必须解决好关键核心技术领域的“卡脖子”问题。鼓励多元创新主体开放协作，部署应急攻关科技项目；完善科技自立的顶层设计与制度安排，通过全局性部署科技产业发展脉络。第二，科技自强是科技自立的进一步跃升，是国家科技实力的总体表征，实现高水平科技自立自强需要不断提升国家科技创新力和影响力。在创新力层面，注重科技产业的基础研究部署与前沿科技探索；在影响力层面，积极参与国际标准及规则制定。第三，实现高水平科技自立自强，需要战略性谋划标准与知识产权协同创新，通过关键技术路线攻关提升未来产业的专利质量以获得技术领先，通过标准创新网络构建提升未来产业的合法性地位以获得市场认可，提升未来产业国际市场话语权。第四，实现高水平科技自立自强需要部署国际和区域标准体系，进一步深化国家技术标准创新基地建设，鼓励国家标准创新网络构建，大力推进中外标准互认，构建与国际标准兼容的标准体系。第五，进一步完善标准与知识产权协同推进科技自立自强的保障机制，鼓励科技产业政策中融入更多有关标准参与和知识产权联营等方面的操作引导，加快标准、知识产权、技术市场等科技服务行业发展。详情
（光明网记者 赵宇整理）
