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

周鸿祎委员：数字时代新风险丛生 安全不再是“附属品”******

　　【代表委员履职心语】

　　以下为采访摘要：

　　记者：在数字经济蓬勃发展的背景下，面临哪些新的安全挑战？有哪些建议？

　　周鸿祎：最大的安全挑战就是，数字经济是基于数字化技术，数字化技术带来的问题就是一切皆可编程，所有的东西都是软件，软件定义世界。万物互联时代，虚拟空间与物理空间打通，过去所有对虚拟世界的伤害都能变成物理世界的打击；还有大数据驱动业务，数据也变成了可攻击对象，过去数据就是起到存储作用，现在数据一旦瘫痪，就意味着业务停止。

　　具体来讲，网络攻击低成本、隐秘性，导致了现在网络攻击对手已经不再是“小毛贼”，那些勒索软件都是有组织的犯罪；此外，物联网、工业互联网、车联网使得基础设施包括工厂、变电站、交通设施等都成为攻击对象，攻击范围和原来完全不一样；再加上数字化技术本质都是软件，比如，5G通信、物联网、区块链、云计算、大数据、人工智能等，这些技术都属于复杂技术，本身都会有安全问题；还有，数字化带来很多场景的增加，比如，工业互联网场景、车联网场景等，其中，工业互联网涉及很多智能车床、数控车床联网，有很多智能设备和供应链连在一起，供应链又有很多中小企业；车联网还有一个挑战是，过去车厂跟用户不联网，现在用户都要安装App，访问车联网服务。这些改变使得网络数字化安全面临的挑战和威胁与原来网络时代完全不一样。

　　当前，传统行业纷纷进入产业数字化领域，要面临复杂的场景、复杂的数字化技术，就不能够等把这些东西建设好，再把安全作为一个附庸，买点软硬件来合规。我觉得国家一定要支持这些重要行业、关键基础设施，要做好数字化安全顶层设计。

　　过去相关行业遇到网络安全问题，都是找网络安全公司“买药吃”，吃再多“药”也没有真正变成能力的积累和沉淀。网络安全要从卖盒子、卖软件这种思路，转变成为帮助客户建立自己的“数字化医院”，也就是安全基建，要帮助很多城市、大型企业建立网络安全基础设施，有了安全基础设施，就像有了医院，再加上培养大量医生，也就是网络安全专家、网络安全运营人员，这样才能帮助很多单位真正地把自己的安全应对能力建立起来。（光明日报全媒体记者 李政葳 孔繁鑫）