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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

【科普中国智惠农民】揭开青塘粽子的致富“秘方”******

　　编者按：潺潺湫水河，青青芦苇荡，特殊的地理环境和历史文脉，铸就了前青塘村独特的风俗人情。根据《全国“一村一品”示范村镇认定监测管理办法（试行）》规定，农业农村部对已认定的全国“一村一品”示范村镇运行情况进行定期监测。监测数据经专家审核，初步确定全国乡村特色产业超十亿元镇超亿元村505个，山西省吕梁市临县安业乡前青塘村凭借“粽子”跻身榜单。前青塘村的“小粽子”到底有什么过人之处？粽子如何成为前青塘村的“大产业”？科普中国智惠农民本期《新农人致富路》栏目邀请到山西青塘食品有限公司董事长张侯文，请他来说说小产业如何“粽”出大幸福。

　　据《临县志》记载，从700多年前的元代起，前青塘村就开始种植粽叶、制作粽子，是远近闻名的粽子村。青塘粽子第八代非物质文化传承人、山西青塘食品有限公司董事长张侯文介绍，当时前青塘村里有一个寺院叫奉天寺，到了端午节，寺内的僧人就煮着吃粽子，村民们闻到了扑面而来的香气，顺着香气便寻到了粽子。此后，奉天寺把粽子的制作工艺流传到了前青塘村。

　　张侯文介绍，他的祖上继承了青塘粽子的工艺古法，父亲常常在临县范围内卖着粽子，但是一个端午节卖个十来天，只能挣些生活费。守着“金饭碗”，他决心要把产业做大。2011年，张侯文创办了一个“小作坊”，这成为了他事业的起步。2013年，通过引入抽真空、高温灭菌等现代技术，解决了粽子保质期的问题，用现代科技给粽子“安上了翅膀”。自此，青塘粽子销得更远，名声更大。

　　青塘粽子的礼盒包装背后，还有一段温情故事。张侯文介绍，包装上面的照片画的就是张侯文一家老少。“这是我爸我妈、我家姑娘、我外甥。这是2016年，我父母教孩子们包粽子的场景。”他认为，这样的照片背后，代表了一种传承，是老一代传给新一代手工技艺的传承。

　　在青塘粽子的包装上，还隐藏着一份设计理念。张侯文介绍，“三座山”，一座绿的、一座黄的、一座半绿半黄的。“绿色是指江米粽，寓意是绿水青山；黄色是指黄米粽，寓意是丰收；一半黄一半绿的是指两米粽，寓意是‘黄金搭档’。三座山合起来以后，组成一个元宝形状。在端午节期间用它馈赠亲友，寓意着送金银、送元宝、送财富。”张侯文介绍。

　　“坚持老传统，还原老味道，”是张侯文一直坚持的原则。“我们要把老一辈留下来的传统手工技艺和独特味道，让它一直延续下去，这就是青塘粽子在坚持的事业。”青塘粽子的制作工艺，每一道程序都是手工传承下来的。“几百年前怎么做，现在还是怎么做。”张侯文解释道。

　　先将米泡好、软化，将粽叶清洗、煮沸，便进入包制环节。在每一个粽子的头尖上，放一颗蜜枣，盖一部分米，中间再放两颗蜜枣，上面再盖一部分米，用粽叶合起来将其包裹，最后用马莲绳捆扎起来，便进入煮制环节。

　　煮制的时候，粽子必须尖对尾、尾对尖，一个一个摆放整齐入锅，拿篦子盖上，用重物压住。使粽子在煮的过程当中不被“翻腾”，避免米膨胀。煮制是最关键的环节，粽子好不好吃，全在火候。青塘粽子的煮制，要经过温火、小火、急火，急火、闷，整整10个小时。在10个小时的过程当中，火候要变4次，最终才能达到粽叶香、米香、马莲香、枣香四味融于一体。

　　一颗小小的青塘粽子，集合了山西省临县前青塘村农产品的“精华”，也承载了张侯文工匠家族祖祖辈辈的心血。现如今，前青塘村先后被评为“中国历史文化名村”“中国传统村落”“中国美丽休闲乡村”、中国“一村一品”示范村（粽子）、山西乡村旅游示范村。2021年，村集体经济收入首次突破百万元达到128万元，旅游收入达到600万元，村民人均收入首次突破10000元大关。

　　张侯文告诉记者，他的目标是要把前青塘村打造成“南有嘉兴、北有青塘”的中国北方粽子生产基地、中国特色古村落旅游胜地、山西名副其实的乡村振兴示范村和吕梁山上美丽宜居第一村。（记者/焦子原 武玥彤 支持单位/临县科协）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）