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
国是访问丨能源转型会“开倒车”吗？******
文/庞无忌
2022年，受地缘政治冲突等因素影响，全球能源危机愈演愈烈。曾大力倡导放弃煤炭、走向脱碳化发展的欧洲国家在这个冬天也不得不重启煤电。英国、法国、丹麦、德国、芬兰、奥地利等国家陆续宣布延长或重新开放此前已关停、退役的燃煤电厂。
全球能源转型会“开倒车”吗？全球走向脱碳目标，最终能带来多大机遇？
毕马威中国气候变化和可持续发展主管合伙人沈莹在接受中新社国是直通车记者专访时表示，虽然去年冬天不少欧洲国家恢复煤电产能，可能暂时会增加碳排放，但是从长期来看，绿色低碳转型是各国对未来全球发展所达成的共识和不可逆转的趋势，不会因为一次“黑天鹅”事件就发生改变。
不过，这个过程不会一帆风顺。全球脱碳是个循序渐进的过程，需要各国积极应对外部环境新挑战，协同推进能源低碳转型与能源安全供应保障，推动经济社会发展全面绿色转型。
采访实录摘要如下：
国是直通车：业界认为，全球形成的碳中和共识将有力地引导长期投资向低碳领域配置，未来全球走向脱碳目标将带来多大投资机遇？
沈莹：碳中和最核心的是能源零碳化，能源结构转向以可再生能源为主是必然趋势，其中存在大量投资机会。此外，公路交通、海洋运输、航空的零碳化，工业、建筑业、农业等行业的绿色可持续发展，也会带来巨大投资机会。
碳中和带来的不仅是环境效益，也会带来巨大经济效益，相关产业技术与产业规模必将得到蓬勃迅速发展，推动国家整体经济朝着低碳、绿色环保方向转型。
国是直通车：近年来，各国纷纷布局新能源汽车等低碳相关产业。这会对全球经济竞争格局带来什么样的影响？
沈莹：能源绿色低碳转型成为各国共识。从化石能源到可再生能源的转变将重塑世界竞争格局，并引发经济社会变革。可再生能源与化石能源相比具有难以耗尽、开发和使用相对灵活等特点，同时也存在能量密度低、不稳定、开发成本较高等缺点。
因此，要提高可再生能源的产量和效率，必须通过技术创新，推出新的能量转换方法或提高现有生产消费流程效率。这场转型浪潮中，新兴技术和科技将成为核心驱动力，推动能源产业从资源、资本主导向技术主导转变。
国是直通车：2022年受地缘政治冲突等因素影响，全球能源危机愈演愈烈，不少欧洲国家恢复煤电产能。这会加速还是阻碍全球脱碳发展进程？
沈莹：俄罗斯在全球能源供应链中扮演着举足轻重的角色。乌克兰危机加深了各国对能源安全问题的担忧，尤其是对俄罗斯能源有较强依赖的欧洲。虽然去年冬天不少欧洲国家恢复煤电产能，可能会暂时增加碳排放，但从长期来看，绿色低碳转型是各国对未来全球发展所达成的共识和不可逆转的趋势，不会因为一次“黑天鹅”事件就发生改变。
但它也不会一帆风顺。全球脱碳是个循序渐进的过程，需要各国积极应对外部环境新挑战，协同推进能源低碳转型与能源安全供应保障，推动经济社会发展全面绿色转型。
此次全球能源危机，反而让越来越多国家意识到提升能源独立性的重要性。在碳中和目标引导下需要通过清洁能源来降低对化石燃料的进口依赖。长期来看，全球能源绿色低碳转型不会“开倒车”，未来清洁能源仍然是全球能源转型的方向，是未来能源增量的主体，是全球能源体系的重要组成部分。
国是直通车：全球能源转型还面临哪些重大挑战和机遇？
沈莹：全球能源转型的第一个挑战是技术。很多技术都是要创新、尝试的，这方面投入非常大。还需要很多政策、资金扶持，是一场大的社会气候变革。只有技术创新，才更有动能推动减碳、碳移除、碳中和、节能减排等。
第二个挑战是资金。需要大量资金投入，不仅仅是政府，还需要社会资本的投入。
机遇方面，可再生能源，碳达峰、碳中和是目前全球发展的主流方向，这不仅带来能源结构的变革，更将带来全球金属原材料供应的变革。
这主要是由非化石能源所具有的制造业特征以及其产业链特点所决定的。目前我们对铜、镍、铝、锂、稀土等金属原材料的需求正不断攀升。例如，在能源结构转型过程中，风电、光伏、水电等绿色低碳产业的蓬勃发展，离不开上游金属原材料的供应，其中，风电大幅增长将推动对碳纤维、稀土和磁材(电机)等的需求。
国是直通车：在这一过程中，中国拥有哪些优势？
沈莹：中国强大的国家综合实力能为实现“碳中和”目标奠定坚实经济基础。中国持续推动绿色、新能源技术发展也将为实现“碳中和”目标提供充足动力。
目前我国在可再生能源、新能源汽车等领域处于领先地位，拥有强大装备制造能力，掌握核心技术和关键产业链优势。
以光伏产业为例，当前，我国光伏组件产量全球占比超过3/4，累计装机容量稳居世界第一，并已实现全产业链国产化。预计中国将会成为氢能、储能等新能源重要领域的全球主要增量市场，并且成为核心技术输出和产业投资的主要力量。
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