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彩612023-01-31 16:05

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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

县域经济“天花板”在哪里?这个5000亿之城打了个样******

  中新网2月2日电 (中新财经记者 左宇坤)一座县级市的经济体量能跻身“大城市”行列,甚至超过一个西部省份,是一种怎样的体验?

  近日,“最牛县级市”昆山再传捷报,成为全国首个GDP突破5000亿元的县级市。昆山牛在哪里?县域经济飞速发展的背景下,又是否有其他县级市能与昆山一决雌雄?

江苏昆山,一轮红月亮升起在慧聚寺上空升起,与寺塔相映成趣。 图片来源:ICphoto

  县域经济“天花板”有多高?

  近来,全国各地陆续发布2022年经济成绩单。除了各省市之间你追我赶的激烈较量,一个县级市的表现也颇为亮眼。

  据昆山市统计局消息,2022年昆山全年完成地区生产总值5006.7亿元,按不变价格计算,比上年增长1.8%。全国首个GDP突破5000亿元的县级市诞生。

  结合目前已公布的2022年31个省区市GDP数据看,青海GDP为3610.1亿元,西藏GDP为2132.6亿元,昆山已超越两者且与GDP为5069.6亿元的宁夏十分接近。

  除了可与省份比肩,根据国务院第七次全国人口普查领导小组办公室编制的《2020中国人口普查分县资料》,江苏昆山已位列全国105个大城市之中。

  自2005年昆山首次成为全国百强县之首后,便稳坐这一位置18年,近几年更是加速发展。数据显示,昆山分别于2014年、2019年跨越3000亿元、4000亿元新台阶,从3000亿元到4000亿元用时5年,而从4000亿元到5000亿元仅用了3年。

  在昆山2023年的政府工作报告中,将新一年地区生产总值增长目标定为5%左右。1月29日的“新春第一会”上,昆山提出要加快复工复产,全力以赴帮助企业保用工、争订单、拓市场、稳增长,切实以首季“开门红”引领“全年胜”。

  “小六子”何以逆袭霸榜十八年?

  “不到园林,怎知春色如许?”身为“百戏之祖”昆曲发源地的昆山,正如昆曲传统剧目《牡丹亭》中所唱的一样,是座秀丽娇美的江南水乡。

  总面积不足1000平方公里,常住人口200余万人的昆山,曾经由于工业基础薄弱,在江南这片富饶的土地中并不显眼。更是因为在当时苏州下辖的6个县中排名垫底,被称为“小六子”。

  “小六子”逆袭的故事要从改革开放讲起。1984年起,昆山抓住机遇、奋起直追,靠着“艰苦创业、勇于创新、争先创优”的昆山之路,实现农转工、内转外的转型和崛起。

  倚靠“最强地级市”苏州,接壤全国经济中心城市的上海,谈起昆山的发展,首先绕不开的就是其“接沪连苏”这一得天独厚的区位优势,被认为是昆山突破的基底。

  “双城通勤人”林涛(化名)在上海工作,住在昆山花桥,这里是大量无法在上海落户或买房的人的最佳居住选择。

  “我每天乘坐11号线通勤3个多小时,地铁承载着大量和我一样往返上海市中心与花桥的上班族。也有同住昆山的同事开车往返,每天来回高速120多公里。”在林涛看来,昆山撑起了众多年轻人梦想与现实的平衡点。

  据苏州轨道交通集团有限公司消息,苏州轨交11号线预计6月开通运营,届时将在花桥站和上海地铁11号线无缝“牵手”。这也将进一步推动昆山融入上海大都市圈。

航拍苏州昆山花桥花溪公园。 泱波 摄

  与此同时,昆山还是大陆台商投资最活跃、台资企业最密集、两岸经贸文化交流最频繁的地区之一。据统计,昆山实际经营的台资企业有3300多家,昆山地区生产总值的30%、工业总产值的40%、利用外资的50%、进出口总额的60%来自于台资企业贡献。

  正如昆曲在与其他戏曲形式的融合中萌发新芽,昆山经济的发展之路同样离不开包容的气质。除了昆台融合,昆山也在加速创新链产业链的深度耦合发展。

  “产业链优势是昆山吸引外资最大的底气,之所以昆山能够保持全球笔记本电脑‘三分天下有其一’的市场份额,就在于一直坚持‘缺什么招什么’,打造一条完整的产业链。”昆山市委书记周伟曾表示,昆山正在积极地构建新的智能终端产业链条,聚焦头部企业,给资源,保要素,为企业落户昆山创造一切有利条件。

  不可忽视的县域力量

  说到县域经济的领头羊,另一个不得不提的就是同属江苏省,与昆山“双雄争霸”的江阴。

  无锡代管的江阴截至目前尚未公布2022年GDP。以2021年的数据看,江阴该年GDP达到4580.33亿元,以167亿元的差距紧随2021年GDP为4748.06亿元的昆山之后,位居次席。

  江阴北枕长江,南近太湖,地处苏锡常“金三角”的几何中心,历来为大江南北的重要交通枢纽和江海联运、江河换装的天然良港,工业实力首屈一指。

  在2021年GDP十强县中位列第三的,同样是来自江苏省的张家港。此外,江苏苏州常熟市、江苏无锡宜兴市也跻身前十。

  这几个已然有着地级市体量的强县也极大拉动了江苏经济发展。2022年,江苏省GDP首次迈入12万亿元新台阶,五年间跨越四个万亿元台阶,紧追广东。

  县域经济对地区发展的重要作用不言而喻。从强县云集的江苏、浙江、山东、福建等沿海省份持续发力,到湖北、河南、四川等内陆省份奋起直追,城镇化发展的道路上,更多“超级强县”不断出现。(完)

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