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
国家发改委外资司副司长夏晴:为外商投资制造业创造更加有利的条件******
中新网北京11月2日电 (中新财经记者 左雨晴)制造业是实体经济的主体,也是中国一直鼓励外商投资的主要行业。在中共二十大报告释放的中国扩大对外开放的积极信号下,如何进一步增强外商投资制造业的信心。
11月1日,在以“聚焦二十大 共谋新发展”为主题的国家发展改革委与美在华跨国企业高层圆桌会上,国家发展改革委外资司副司长夏晴对近期出台的《关于以制造业为重点促进外资扩增量稳存量提质量的若干政策措施》(以下简称《若干政策措施》)和《鼓励外商投资的产业目录2022年版》进行了解读。
11月1日,以“聚焦二十大 共谋新发展”为主题的国家发展改革委与美在华跨国企业高层圆桌会在北京举行。圆桌会由国家发改委国际司、中国新闻社主办,中国新闻网承办。中新网记者 李霈韵 摄夏晴介绍,针对我国利用外资面临的新形势、新挑战,《若干政策措施》主要从三个方面发力,着力解决外商投资企业当前面临的突出困难、着力加大制造业引资政策力度、着力支持外资企业高质量发展。
对于国际商务人员往来便利性的事宜,夏晴表示,国家发改委已会同外交部、商务部、民航局、疾控局等部门,认真研究了国际商务人员往来各个环节的困难和问题,争取在做好新冠肺炎疫情防控前提下,为跨国公司、外企高管、技术人员及其家属出入境提供便利。“目前国际商务人员往来中的签证、航班和远端防控这些问题已经和正在得到解决。”
对于外企在华上市融资的事宜,夏晴表示,外资企业和内资企业上市条件是一样的,支持符合条件的外商投资企业通过在主板、科创板、创业板、北京证券交易所上市,在新三板基础层和创新层挂牌,以及发行公司信用类债券进行融资。此次《若干政策措施》也明确,强化对外资企业的金融支持,支持符合条件的外资企业在A股上市,进一步明确了政策导向。“国家政策对此是欢迎的,外资企业可以按程序向有关方面提出申请。”
夏晴指出,《若干政策措施》是目前和今后推动外资的重点工作,下一步我们将协同各部门和地方,加快政策措施的落地,为外商投资制造业创造了更加有利的条件。
按照国务院部署,国家发改委会同工信部、财政部等八个部门,以及地方政府,成立了重大外资项目工作专班,开辟绿色通道,推进标志性重大外资项目落地实施。“下一步我们还要继续健全国家和地方层面的工作专班机制,进一步完善标志性外资项目支持政策,强化资源要素保障支撑。”夏晴说。
夏晴表示,《鼓励外商投资的产业目录2022年版》也大幅度增加了中高端制造业条目,加大了对先进制造业、现代服务业、高新技术、节能环保等行业领域鼓励外商投资的政策力度,推动优化外商投资产业结构,进一步提高利用外资质量。“这充分表明中国鼓励外商投资的态度是非常明确的,中国扩大对外开放的决心是坚定的。”(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |