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
当选2022年度十大新词 “新型实体企业”新在哪?******
12月20日,国家语言资源监测与研究中心、商务印书馆、光明网联合主办的“汉语盘点2022”活动揭晓了年度字词。其中,“新型实体企业”作为数实融合催生的企业新类别,当选2022年度十大新词。
无独有偶。在11月27日举办的中国企业家博鳌论坛“中国式现代化下的新型实体企业发展之路”研讨会上,中国企业评价协会发布了“2022新型实体企业100强”及发展报告,国家电网、京东、华为位居前三。
一时之间,“新型实体企业”被深度聚焦,成为经济领域最受关注的概念之一。事实上,新型实体企业虽然位列“2022年度十大新词”,但我们并不陌生,它已经融入我们生活的方方面面。以位居三甲的新型实体企业为例,国家电网深耕公用基础设施、保障生产生活用电,很多零售和消费背后都有京东的供应链在支持,华为则多年来都是高科技行业的领军者之一。新型实体企业科技含量高、数字技术能力强,是新时期经济发展和产业结构保持活力和张力的主力军,代表着一种更具创新性的实体经济生产力。
当今社会,无论经济形态、生产模式、行业生态如何变化,都不能离开实体经济这个内核,否则就成为了无源之水、无根之木。数字经济则起到为实体经济提质增效的作用,两者的深度融合、协同互促,最终为企业和国民经济发展输出不竭的动能。
新型实体企业的崛起,是时代的要求,也是时代的创造。传统实体产业转型升级,需要数字技术和创新力高效赋能,而数字经济的发展必须以实体经济为依托,才能挤压经济“泡沫”,避免“虚拟陷阱”。因此,在数实融合的大潮下,拥有传统实体基因、兼具数字技术能力的新型实体企业得以蓬勃发展,展现出强大的抗风险能力和成长性。
新型实体企业在技术先进性、生态普惠性等多个层面,都表现出其领先性,从而能够担当更多的社会责任。新时期定义的现代化企业,不仅要创造经济价值,更要创造社会价值,成为经济和社会发展坚实的支撑。来自中国企业评价协会的数据显示,新型实体企业百强2021年的总研发投入达6481亿元、新增发明专利5.6万件,呈现科技创新和产出双高的特点。巨额的研发投入,在实现自身科技创新的同时,对外输出数字技术服务,也能够助力千行百业生产工艺升级、经营效率提升。
开放、共享的服务,一如京东打造的“有责任的供应链”,惠及产业链上下游,创造了更多的商机和就业岗位。这样的例子比比皆是,国货老品牌,借助京东的数字化营销,重新焕发青春魅力;京东通过技术扶贫、技术下乡,再辅以智能物流,让大山里少为人知的土特产跨越地域屏障飞向千家万户,并走上了品牌化、规模化经营的大道;采用京东的C2M反向供应链服务,制造工厂能为用户精准画像,开发新产品的市场调研时间和上市周期大大缩短……
当选2022年度十大新词,有力地证明了新型实体企业的先进性,也是未来市场主体的主流形态。促进经济高质量发展,奔向共同富裕,需要深化数实融合,为新型实体企业创造和开拓更为广阔的空间。“苟日新,日日新,又日新”,相信未来必将开启一段充满信心和希望的经济新征程。(罗江海)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)