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
(中国这十年·见微)从“海外购”到“海南购”:离岛免税以开放契合消费升级******
中新社海口10月13日电 题:从“海外购”到“海南购”:离岛免税以开放契合消费升级
中新社记者 王晓斌 王子谦
刚刚过去的国庆假期,今年反复受到疫情冲击的海南离岛免税市场呈现回暖势头,假期日均销售额超1.5亿元(人民币,下同)。三亚国际免税城逐渐恢复热闹景象,一些热门品牌的门店前重现游客排队现象。
海南离岛免税购物政策自2011年4月起实施。海南首家离岛免税店——中免三亚国际免税城(前身为三亚市内免税店)已营业11年,是目前中国免税市场品牌最多、最全的免税店,成为海南游必到的打卡景点。
“最开始我是被培训的‘小白’,现在很多年轻同事都是我带出来的。”海南三亚国际免税城香化区商品琳琅满目,销售主管林青正手把手带教新入职同事。
“当年抱着试试看的心态去应聘免税店售货员,正式上岗才知道是卖奢侈品。”林青在2009年入职时,免税店销售的是离境免税商品,“那时候接触最多的是国外顾客,国内顾客进店逛,但不能买。”
“2011年4月20日,海南离岛免税政策实施,我们一下子忙起来。”林青说,没想到会有那么多客人光顾,以至于店里人手没法马上补齐。
从那时起,海南免税市场开放度越来越高,规模迅速壮大。十多年间,离岛免税购物政策历经多次调整,免税限额从5000元到10万元,商品品类从18类增至45大类。2021年,海南离岛免税店年销售额突破600亿元。
“政策调整的方向是越来越开放。”林青说,这些年来每一个政策节点,每一次参与新店开业、新品牌入驻,她都记忆犹新,每一次开放都意味着更多样的营销策略。
林青所见证的不仅是免税市场变化,背后是中国开放度提升,经济发展带来消费升级。
林青注意到,最初很多顾客买中低端品牌或高端品牌的基础产品,现在越来越多顾客购买更高端品牌。消费人群也不只有中产阶层,很多“95后”“00后”普遍愿意为自己花钱。
2020年,海南自贸港建设大幕拉开,定位国际旅游消费中心。为推动中国消费者从“海外购物”转到“海南购物”,多层次免税购物体系加快构建,海南免税市场进入多主体竞争时代,共有5家经营主体开设10家免税店。
在海口市中心日月广场东区,海控全球精品免税城在国庆假期销售火热。这家2021年初开业的免税店举办假期促销主题活动,吸引了大批消费者。
海控全球消费精品(海南)贸易有限公司总裁林月文带领团队策划这些活动,他在市场竞争中思考如何做到“人无我有,人有我优”。
因看好海南离岛免税的发展前景,已有30年旅游零售和免税行业从业经验的新加坡人林月文于去年6月投身海南。
入职以来林月文忙着项目扩容、品牌入驻以及市场促销,新扩容的免税城二期引入数百个国际一线品牌,多个品牌在岛内免税市场独有。
林月文说,经过十多年发展,海南离岛免税市场正在从单纯追求销量,转变为销量与服务并重。从业者不仅要把市场蛋糕做大,还要带给消费者更好的购物体验。
“虽然疫情影响短期销售,但海南离岛免税市场还有巨大的增长空间。”林月文说,他正在筹备免税城三期重奢品牌店的招商工作,计划年内开业,“未来很长一段时间,我都将在海南奋斗”。(完)