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

中央农村工作会议系列解读⑰打造农业科技战略力量，实现高水平农业科技自立自强******

　　作者：谢艳乐 李书奎 中国农业科学院农业经济与发展研究所

　　2022年中央农村工作会议强调：“要依靠科技和改革双轮驱动加快建设农业强国，要紧盯世界农业科技前沿，大力提升我国农业科技水平，加快实现高水平农业科技自立自强”，这一重要论述是对党的二十大报告中关于“坚持面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康，加快实现高水平科技自立自强”精神在农业领域的贯彻落实和有效强化。锚定农业强国建设目标，打造农业科技战略力量，既是全面推进乡村振兴战略的核心要义所在，也是坚持以中国式农业农村现代化、夯实中国式现代化的现实要求，充分体现了党中央对农业科技发展的高度重视。

　　当前，新一轮科技革命和产业变革孕育兴起，使得科技创新成为国际战略博弈的主战场。近年来，我国农业物质技术装备条件取得显著改善，农业科技水平整体步入世界前列，科技支撑农业发展的广度与深度逐步强化。农业科技进步贡献率达到61%，农作物耕种收综合机械化率超过72%，农作物种源自给率突破95%，主要农作物良种基本实现全覆盖。

　　尽管我国农业科技创新领域取得了显著成效，但依然面临着部分核心技术水平较低、科技力量发展较为滞后、种源“卡脖子”等短板问题。农业科技基础研究薄弱、原创的科技创新能力未实现根本性扭转，并且与建设农业强国的要求相比，我国农业科技弱项依然突出，加快实现高水平农业科技自立自强仍面临着些许困境及重大挑战。

　　为此，对标世界科技强国与农业强国，打造我国农业科技战略力量，实现高水平农业科技自立自强的农业强国建设目标，可以从以下三个方面着手。

　　一是聚焦农业科技基础前沿研究，占领科技创新战略制高点。要把立足点放在自主创新上，围绕农业科技基础前沿研究与核心短板领域进行系统谋划和合理布局，以集中优势力量攻克农业发展关键核心技术，并逐步降低对农业关键技术、装备等方面的对外依存程度。

　　加强对农业科技自主创新发展的宣传力度，积极营造崇尚自主创新的文化环境，形成尊重人才、尊重创造的良好风尚，创建有利于创新型人才成长的土壤与制度。合理配置农业科研经费使用比例，明确资金使用的具体用途，加强对农业科技基础研究的重视程度，进一步提高科研项目的投入比重和产出效率，以提升农业科技创新体系整体效能。

　　二是支持企业组建发展联合体，创新新型科研组织模式。全面深化农业科技体制改革，谋划农业科技顶层设计，发挥新型举国体制优势以整合各级各类优势科研资源，强化企业科技创新主体地位，创新科技体制和科研管理方式，促进创新资源互融互促。

　　引导科研院所和高校的农业科技研发成果按照市场机制向企业集聚；针对高校和科研机构，逐步将以理论研究为主的科研考核体系向理论研究与实践应用并重转变，提升科研成果、专利转化应用在考核中的权重；引导科研院所和高校侧重源头创新，以基础研究为主，将科研成果的应用与开发让渡给企业，集中优势力量开展关键核心技术科研攻关，推动研发和产业资源进一步整合，形成合力以进一步强化农业科技创新发展。

　　三是加快农业关键技术发展，强化创新平台对育种产业化的支撑作用。强化现代科学技术与育种技术的深度融合发展，促进大数据技术、信息技术、分子生物学技术、合成生物学技术等与传统育种方式有机融合。

　　强化创新平台支撑作用，鼓励科企深度合作建设国家级的研发平台，如企业重点实验室、国家工程中心、国家创新中心等，优化配置资源以支持企业开展育种攻关，建立健全“育繁推一体化”的现代农作物种业创新体系；加强共性基础技术平台建设，推动产业链上下游融通创新，以共建共享国家重大基础平台；推进科技创新平台载体绩效考核的常态化管理，将开放共享列入绩效考核的核心内容，并对考核优秀的创新平台，优先推荐申报国家或地区科技计划项目，以加速育种科技成果转化与产业化应用发展。