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

甘肃肃州种业“新事”：5G无人驾驶作业 种子有了“身份证”******

　　1月上旬，甘肃酒泉市肃州区国家现代种业产业园内，科研人员进行种子实验。李建平 摄

　　(新春走基层)甘肃肃州种业“新事”：5G无人驾驶作业 种子有了“身份证”

　　中新网兰州1月11日电 (闫姣 刘潇田鹏鹤)作为以蔬菜花卉制种产业为主的“国字号”产业园，位于甘肃酒泉市的肃州区国家现代种业产业园随处可见“肃州种子播种全球”的标语。该产业园管理办公室主任芦克明解释这种“底气”时说，肃州种子占据全国市场的一半以上，并销往全球数十个国家和地区。

　　肃州土壤肥沃，光照充足、气候干燥，昼夜温差大、天然隔离条件好，是全球公认的最具优势的农作物制种区之一，被誉为“天然的种子繁育场和种子生产黄金带”。从专注于为国外作物制种，到如今拥有自主知识产权品种，40余年来，肃州种业不断与时偕行。

　　有多年农机产品生产经验的酒泉奥凯种子机械有限公司，见证了肃州种业的发展。企业技术中心主任付秋峰1月上旬接受中新网记者采访时称，企业由生产种子加工机械的“小铁匠铺”起步，到如今成为业界“领头羊”，目前已布局种子全产业链，“我在很多文献中看到，肃州区种业也经历了由小到大的发展过程。”

　　肃州区“老牌”企业奥凯种子机械有限公司陈列展示各类种子。闫姣 摄

　　“每条加工线每小时的种子加工量为10吨，正在往每小时15吨发展。”付秋峰说，以前种子加工手段落后，效率、规模都提不上去，这几年在自动化方面进步很快，新近研发的5G无人驾驶抽雄机，再次延长了制种业的产业链。

　　据该企业下属田间育种装备制造公司经理侯景僖介绍，无人导航抽雄机主要用于杂交制种玉米的去雄作业，以获得最优质杂交玉米种子，通过提前设置程序，规划路径，自动完成田间作业，“以前进口设备进价高，且有些水土不服，需要人工一颗一颗抽取玉米雄穗，劳动强度大。我们研发这款产品后，一天能代替近300人工。”

　　如今，酒泉市已有200多家登记注册种子生产企业，已建成种子生产基地50多万亩，参与制种农户7.2万多户，先后培育了玉米、花卉和蔬菜种子品牌20多个，审定、登记各类农作物品种1000多个，制种成了当地的“金字招牌”。

　　制种为当地带来“名声”的同时，也引来了投资，敦煌种业先锋良种有限公司就是一家中外合资企业。中新网记者走访该公司生产车间时看到，各个生产线有蓝色、粉色、红色、紫色的玉米种子在生产线上传送，每个包装袋上都有二维码，是该产品的“身份证”，便于消费者识别产品真伪。

　　该企业后段加工负责人闫常斌说，目前生产车间在售的有26个品种，而且每年还有新研发的产品，“单粒播种由我们公司首先提出，而且在售产品的核心竞争力在于所有质量指标在行业领先，高于国家标准。根据客户不同需求和病虫害的影响，我们有不同配方。”

图为肃州区应用于种子制造业的5G无人驾驶抽雄机。李建平 摄

　　酒泉蓝翔园艺副总经理郭海辉称，企业主要以花卉种子加工生产为主，而且自建了种质资源库，种质资源达到3200份，在2020年通过了国家级评审，“后期也会通过引种，来增加存放的草本花卉种质资源。”

　　目前，酒泉正以国家级现代种业产业园为引领，构建研发繁育、种植加工、检验检测、机械制造、流通服务于一体的现代种业全产业链，致力于打造国家级玉米种子基地和世界级蔬菜花卉种子基地。