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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

17.77亿终端用户开启万物互联新阶段******

　　17.77亿户——这是截至2022年10月末三家基础电信企业的蜂窝物联网终端用户数量，比上年末净增3.79亿户。中国信息通信研究院预计，到2030年，我国移动物联网连接数将达到百亿级规模。快速增长的数据背后，是移动物联网相关创新应用的不断涌现。工业互联、智慧农业、远程抄表、智能家居、共享设备……移动物联网与千行百业加速创新融合规模发展，深刻改变着生产和生活方式，赋能行业新应用、激活经济新动能。

　　在福建泉州金鸡水厂，员工沈培坤一天的工作是从早上查看手机开始的。“你看，手机应用显示，现在的出厂水浊度达到了优质级别。”沈培坤一边展示实时数据，一边对记者说，如果设备损坏或者水质异常，通过中控大屏或手机应用就能看到，异常的高温、震动情况还有及时预警。

　　“过去每天不停在设备机房间奔走，一身水一身泥。”沈培坤告诉记者，现在水厂关键设备实现在“云”运转和互通互联，智能传感器结合AI算法，可以进行自动采集数据、远程抄表、远程控阀等多种功能，高效识别设备运行异常情况。“智能化改造前，水厂需要约60名一线工人，现在仅靠两个人在中控室就可实现对全厂众多工艺的管理控制，全厂也只需要4个班组共8个人的一线操作员。”

　　保持高效稳定运行只是第一步。水厂调度中心主任谢晓华介绍，从终端设备采集回来的数据，依靠百度智能云提供的AI用水量预测模型，可以进一步实现节能降耗和用水体验提升。“以水压为例，过去自来水公司只能通过收集客户投诉意见来判断水压设置是否合理，现在可以用数据模型指导工作人员主动调整压力。”

　　不止智慧水务，移动物联网的创新应用遍布各个领域。在重庆市大足区黑山羊国家级保种场，每只黑山羊耳朵都戴着一个“电子身份证”——5G智能电子耳标。通过这个“电子身份证”，数据接入“5G黑山羊智慧养殖平台”，工作人员可以准确掌握分析羊群养殖存栏量、育种繁殖指标、羊群生长状况。在济南，通过智慧燃气管理平台，工作人员可以实时查看管理全市近50万块物联网燃气表，远程抄表、在线充值等让燃气管理使用更便捷。

　　“移动物联网与千行百业加速创新融合，使数据产生价值，赋能经济社会各个领域，促进数字化转型升级。”中国信息通信研究院院长余晓晖介绍，目前窄带物联网已形成水表、气表、烟感、追踪类4个千万级应用，白色家电、路灯、停车、农业等7个百万级应用，电视机机顶盒、垃圾桶、冷链、模具管理等多领域新兴应用。5G在工业互联网、车联网、物流、采矿等领域加快物联网应用场景探索和落地，已覆盖国民经济40个大类。

　　2022年，我国移动物联网迎来全面发展重要节点。工信部数据显示，代表“物”连接的移动物联网终端用户数于2022年8月末首次超出代表“人”连接的移动电话用户数之后，“物超人”这一趋势持续延续。截至10月末，三家基础电信企业发展蜂窝物联网终端用户已达17.77亿户，已超移动电话用户数9482万户。

　　中国工程院院士邬贺铨认为，过去，互联网和移动互联网的发展主要依靠人口红利；如今，物联网应用打开了另一个维度，工业互联网、智慧城市、智慧家居等应用将实现爆发式增长，网络技术发展开启新的里程碑。

　　“移动物联网深度融入经济社会发展各领域多环节的同时，国内企业技术及产品研发能力持续增强，生态体系不断完善。”余晓晖说，我国移动物联网在连接规模和“物超人”比例上远远高于世界主要发达国家，自2015年以来，我国一直是全球移动物联网技术创新的主要贡献者。生态建设方面，我国移动物联网产业规模不断壮大，产业供给能力显著提升，芯片、模组、终端出货量等方面全球领先。

　　余晓晖表示，随着移动物联网的发展基础和产业体系持续优化完善，移动物联网终端用户数将进一步扩大。

　　一方面，我国建成全球最大的移动物联网络，实现高中低速协同组网的良好局面，并加快2G/3G物联网业务向4G/5G迁移。另一方面，持续提升移动物联网网络与芯片、模组、平台及行业应用等全产业水平，促进移动物联网应用产业生态全面发展。中国信息通信研究院预计，到2030年，我国移动物联网连接数将达到百亿级规模。

　　“我国移动物联网将向更广范围、更深程度、更高水平发展方向迈进，从过去的服务人和信息消费，进一步发展到现在的服务千行百业，让‘万物互联’的愿景真正成为现实。”余晓晖说，未来，移动物联网将极大扩展连接的范围与深度，并与感知、边缘计算等技术相结合，推动实现人、机、物的数字化智能化，引领信息通信产业变革的新浪潮，助力数字社会高质量发展，为经济发展增添新动能。（记者郭倩）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）