科学家成功模拟“全息虫洞”！时空穿越不再是梦？

最近，科学家创造了ldquo全息虫洞rdquo新闻冲上热搜，引起大家的讨论。

什么是虫洞？我们真的可以带着它穿越时空吗？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特殊隧道。它的两端连接着两个遥远的时空。

理论上，如果你能从虫洞的一端旅行到另一端，你就能在时空中超越光速旅行。

星际的电影结尾，主角刚刚进入虫洞，时空穿越。感兴趣的同学可以去看看！

来源:电影《星际穿越》中的图片截图

要了解虫洞，首先要了解ldquoRdquo黑洞；和ldquo白洞rdquo。

借助霍金的两本科普书《时间简史》和《壳中宇宙》，黑洞的概念已经深入人心。

毅力死了，体积缩小，密度变大，光就无法从中逃逸。

所谓白洞，其实是一种与黑洞性质相反的特殊天体，特点是不断向外ldquo吐槽rdquo东西，只发射不吸收。

一个吞噬一切，一个ldquo吐槽rdquo一切的一切，你可以想象如果一个黑洞恰好和一个白洞相连会发生什么？这个时候虫洞就会形成。

来源:中国科学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、不变的，而是可塑的、相互依存的，它们会受到物质存在的影响。

1935年，爱因斯坦和助手罗森在广义相对论框架下研究黑洞，首次提出ldquo爱因斯坦-罗森桥rdquo这个ldquo的概念；Rdquo连接两个不同时空区域的通道。

20世纪50年代，物理学家惠勒将这座桥命名为ldquo虫洞rdquo。

听起来是不是很刺激？进入虫洞，你可能出现在宇宙的任何一个角落，甚至穿越时空，改写人生，重新选择曾经后悔的东西。

然而，虽然广义相对论允许虫洞的存在，但物理学家从未在宇宙中观测到虫洞。目前人类实际观测到的只有黑洞。

02.什么是量子虫洞？

虽然我们还没有在宇宙中发现虫洞，但是现在科学家已经制造出了虫洞，并且观察到了虫洞之间信息传递的现象。

不过，先别想着穿越时空。这个虫洞不是上面说的引力虫洞，而是量子虫洞。

日前，发表在英国《自然》杂志上的一篇论文首次报道了使用量子处理器的全息虫洞的量子ldquoRdquo模拟；。

这个全息虫洞通过虫洞成功地将量子态从一个量子系统转移到另一个量子系统。如果我们把能在时空中穿梭的虫洞想象成ldquo虫洞rdquo话，量子态的量子虫洞可以叫ldquo微型虫洞rdquo。

那么，研究量子虫洞有什么用呢？

这是因为，尽管广义相对论和量子力学都发展了很长时间，但它们之间仍然存在一个基本的“现状”;Rdquo冲突；mdashmdash量子引力。

具体来说，ldquo广义相对论rdquo描述了引力并应用于恒星、行星、星系等大尺度；和ldquo量子力学rdquo在微观尺度上作用的另外三个基本力被描述。

两人是否有ldquo握手；可能吗？这取决于量子引力的表现。

物理学家当然想通过实验来检验，但遗憾的是，在之前的实验室条件下，量子引力的能量和尺度是无法模拟和观测的。

这是ldquo全息rdquo它可以帮助物理学家创建一个与原始系统等效的系统，但不会太复杂。

这类似于用二维全息图显示三维图像的细节。

03.量子虫洞是怎么创建的？

2019年，谷歌的物理学家提出了一个实验假设，即一个可以在物理实验室中重现的量子态可以被解释为信息通过两个黑洞之间的虫洞。

现在，来自谷歌、麻省理工学院、费米实验室和加州理工学院的科学家用9个量子位和一台量子计算机模拟了相应的量子动力学。

在同一个量子芯片中，他们创造了两个纠缠的量子系统，并将一个量子比特放入其中一个。

结果，他们在另一个量子系统中观察到了这个量子位ldquo穿越虫洞rdquo从信息来看，结果符合预期的引力性质。

这是什么意思？你可以想象在这两组纠缠的粒子之间放一根电线或者其他任何物理连接，这样粒子就可以对虫洞的两个开口进行编码。

在这种耦合作用下，操纵一边的粒子会引起另一边粒子的变化。这使得在两边的粒子之间打开一个虫洞成为可能。

量子计算机模拟显示了信息是如何穿过虫洞的。虽然存在争议，但这项史无前例的实验探索了时空可以以某种方式从量子信息中产生的可能性。

随着量子器件的不断完善，错误率会更低，芯片会更强，对引力的研究会更深入。

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