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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

中央农村工作会议系列解读⑥以改革创新全面激发农村资源要素活力******

　　作者：曲颂、夏英、郭君平，中国农业科学院农业经济与发展研究所

　　加快建设农业强国，关键靠改革增动力。习近平总书记在中央农村工作会议上强调，“深化农村改革，必须继续把住处理好农民和土地关系这条主线，把强化集体所有制根基、保障和实现农民集体成员权利同激活资源要素统一起来，搞好农村集体资源资产的权利分置和权能完善，让广大农民在改革中分享更多成果。”深化农村改革要在守住集体所有制的前提下，坚持市场化改革取向与保护农民利益并重，全面激活农村各类资源要素，建立农民稳定增收长效机制，为推进乡村全面振兴和加快农业强国建设提供坚实的制度保障。

　　改革创新是经济社会发展的永恒主题，农村改革对于全局发展的意义尤为重大。党的十八大以来，农村改革发展取得显著成效，为推进农业农村现代化注入了强大动能。新征程上，建设农业强国目标更高，任务更艰巨，改革创新的“驱动力”也需要更加强劲。

　　以推进农村土地制度集成改革激活土地资源

　　深化农村改革要以土地制度集成改革为牵引。应始终把“赋予农民更加充分的土地财产权益”作为出发点和落脚点，统筹推进农村承包地、宅基地、集体经营性建设用地等联动改革，发挥改革综合效能，全力激活农村土地资源。

　　扎实做好二轮承包到期后再延长30年的整县试点工作，探索多元化延包模式和集体成员权益保障机制，确保农民群众依法公平合理地享受土地承包权益。

　　深入探索宅基地“三权分置”有效实现形式，支持农村集体经济组织及其成员采取出租、入股和合作等依法依规盘活利用闲置宅基地和闲置住宅，并利用好城乡建设用地增减挂钩、集体经营性建设用地入市等政策，优化农村建设用地布局，支持乡村建设和产业发展。

　　建立健全土地增值收益分配机制，兼顾国家、集体和农民利益，同时规范农村集体经济组织收益分配制度，将土地增值收益更多地留在农村、留给农民。

　　以完善农村基本经营制度激活市场主体

　　巩固完善农村基本经营制度，推动小农户与现代农业发展有机衔接，是建设农业强国的应有之义。一方面，以解决“谁来种地”为导向，突出抓好家庭农场和农民合作社两类新型农业经营主体，加快构建新型农业经营体系，发展多种形式适度规模经营，鼓励新型经营主体与小农户建立契约型、股权型利益联结机制，带动小农户专业化生产，提高小农户自我发展能力。另一方面，以实现“把地种好”为目标，加快形成组织结构合理、专业水平较高、服务能力较强、服务行为规范、全产业链覆盖的农业社会化服务体系。

　　加强探索创新，推动农业社会化服务内容、方式和手段创新，推进信息化、智能化同农业社会化服务深度融合。此外，还要加强工商企业租赁农户承包地的用途监管和风险防范，健全资格审查、项目审核、风险保障金制度，维护小农户权益。

　　以提升农村集体产权制度改革成果激活集体资产

　　目前，全面开展农村集体产权制度改革的阶段性任务已基本完成，巩固提升农村集体产权制度改革成果，拓宽新型集体经济发展路径成为新阶段改革的主要任务。

　　要进一步完善农村集体资产股份权能，赋予集体经济组织成员更加清晰而有保障的集体资产权利，继续开展集体资产收益权抵押担保、有偿退出试点。建立全国农村集体资产大数据库，健全农村集体资产各项管理制度，实现数据共享。完善有关税收、土地、金融等配套政策，支持集体经济组织提供统一经营服务、盘活用好集体资源资产，发展壮大集体经济。将深化农村集体产权制度改革与乡村治理机制改革相结合，强化基层组织功能，切实保障农民群众政治上的民主权利、经济上的物质利益。

　　以破除二元体制机制障碍畅通城乡要素流通

　　城乡融合发展有利于改善农业劳动力和其他要素的组合，提高农业质量效益和综合竞争力。畅通城乡要素平等交换、双向流动的关键在于，坚持农业农村优先发展，在城乡规划布局、要素配置、设施服务、产业发展、生态保护等方面构建起城乡互联和协调发展的体制机制。

　　在空间范围上，把县域作为全局性推动城乡融合的突破口，将工业和农业、县城和乡村作为一个整体统筹谋划，依托一体化规划引导县城基础设施和公共服务向乡村延伸覆盖，推动形成县乡村功能衔接互补的发展格局。

　　在要素保障上，着力破除户籍、土地、资本、公共服务等体制机制弊端，加大财政支持农业农村力度，重点推进城乡教育、医疗卫生和社会保障等基本公共服务一体化建设，建立职业农民、各类人才和工商资本入乡促进机制，吸引更多有情怀、担当、技能的人才带着技术、信息和资金等先进生产要素扎根农村，让农村经济社会发展迸发更大活力。

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）