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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

“三位一体”推进高水平大学建设******

　　作者：王建平（长江大学党委书记）

　　党的二十大报告指出，实施科教兴国战略，强化现代化建设人才支撑。可以说，党的二十大将教育、科技、人才“三位一体”统筹安排、一体部署。2022年4月，中共湖北省委、湖北省人民政府出台《关于全面推进高等教育强省建设的意见》，支持长江大学等四所高校打造省属高水平大学。作为一所石油、农业、教育、医疗特色和优势鲜明的综合性大学，长江大学要完整、准确、全面领会和落实党的二十大精神，乘科教兴国、科教强省的东风，全面提高人才自主培养质量，不断增强科技自主创新能力，加快建设高素质人才队伍，“三位一体”推进高水平大学建设。

　　第一，要在落实立德树人根本任务中，着力教育和医疗“两个民生”。习近平总书记在党的二十大报告中强调，全面贯彻党的教育方针，落实立德树人根本任务，培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人。作为地方综合性大学，长江大学要坚持“四个面向”，把立德树人成效作为检验学校一切工作的根本标准，把扎根基层、艰苦奋斗作为人才培养的鲜明特色，站在人与自然和谐发展的高度，为能源安全和粮食安全培养高素质人才，主动适应人民群众对教育、医疗等多方面的需求，坚持德智体美劳“五育并举”，强化学生动手能力和生命健康教育“两线贯通”，不断完善优化“育在长大”人才培养体系，努力培养奋斗在社会主义建设主战场上的主力军，为国家输送石油、农业、教育、医疗等各类高素质优秀人才。

　　第二，要在提升科技自主创新能力中，聚焦能源和粮食“两个安全”。要以国家战略需求为导向，集聚力量进行原创性引领性科技攻关，全方位夯实粮食安全根基，深入推进能源革命，确保能源安全。长江大学要紧紧围绕能源和粮食“两个安全”，以国家重点实验室重组为契机，以非常规油气省部共建协同创新中心、主要粮食作物产业化湖北省协同创新中心、长江中游作物绿色高效生产部省共建重点实验室等平台为依托，扎根荆楚大地，主动服务湖北建设全国构建新格局先行区和荆州建设江汉平原高质量发展示范区，推进创新链产业链资金链人才链深度融合，联合石油、农业企业，开出问题清单，弘扬“带着干粮搞科研”的优秀传统，突破生产技术壁垒，布局科研大平台，培育大团队、大项目、大成果，促进多学科交叉融合发展，率先在能源革命、粮食生产领域取得标志性创新成果，为打赢关键核心技术攻坚战提供强有力的智力支撑。

　　第三，要在打造高素质教师队伍中，融入“长江大保护”和“双碳”两个战略。百年大计，教育为本；教育大计，教师为本。作为以母亲河长江命名的大学，长江大学要以推动绿色发展为主线，紧紧围绕长江大保护、碳达峰和碳中和“两个战略”，深入实施“长江人才计划”，把师德师风作为评价教师的第一标准，推进教师队伍的优化转型，在能源安全、粮食安全领域培育引进院士等高层次人才，做好战略性人才储备；在教育和医疗领域打造一批名师、大师，保障人民对优质高等教育的需求；在长江大保护和碳达峰、碳中和方面锻造一批高水平人才，形成一支规模合适、结构合理、素质优良的教师队伍，为服务国家重大战略和地方经济社会发展提供强有力的人才支撑，努力把高校打造成各类人才的聚集地。

　　党的二十大报告指出，教育、科技、人才是全面建设社会主义现代化国家的基础性、战略性支撑。“两个民生”着力人才培养，“两个安全”聚焦科技创新，“两个战略”引领教师队伍建设，三者有机联系、各有侧重、本质一致、目标一体，是教育、科技、人才“三位一体”在长江大学的生动实践，形成了推动高水平建设的强大合力。

　　立足新时代，奋进新征程。长江大学要坚持以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，坚持凡事有章可循、凡事有人负责、凡事有序推进，构建起人才培养、科学研究和教师队伍建设“三位一体”的现代大学治理体系，以特色发展和融合发展推动内涵式发展，不断提升治理水平和办学效益，推进省属高水平大学建设，努力建成国内一流综合性大学，为实现第二个百年奋斗目标作出无愧于新时代的新贡献。

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）