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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

破浪前行 以教育支撑强国建设******

　　2012、2017、2022……年份本身没有特殊意义，但在特定时空内，一连串的数字却展现出时间的无穷魅力。

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　　回首过去的成绩，我们有理由自信和骄傲；而展望新征程，实现第二个百年奋斗目标，以中国式现代化全面推进中华民族伟大复兴，教育所肩负的使命更为艰巨、责任更为重大。党的二十大报告首次单独开辟一个独立章节论述“实施科教兴国战略，强化现代化建设人才支撑”，首次提出教育是“基础性、战略性支撑”。这既是对强国崛起规律、对当今新技术革命和产业变革的时代特征、对未来世界发展大势的深刻洞察和把握，也深刻反映了对教育的基础性、先导性、全局性地位和作用的强调与期待。加快建设教育强国，更好发挥教育对中国式现代化的支撑作用，以教育支撑强国建设，党的二十大报告赋予教育新的战略地位和历史使命，更为教育发展锚定了清晰而坚定的战略方位，为教育系统指明了接续拼搏奋斗的方向。

　　教育何为、教育往何处去？具体而言，就是要坚持促进公平、提升质量这两条主线。办好人民满意的教育，满足人民群众对更好、更公平、更优质教育的期盼，以教育公平夯实社会公平的基石，为全体人民共同富裕的现代化打牢基础；以国家战略需求为导向，源源不断培养和输送各类高素质人才，源源不断产出更多原创性科技成果，努力成为支撑和引领经济社会发展的先导力量。

　　我们看到，教育系统准确识变、科学应变、主动求变，以新的姿态，因应着这种变局。其中，加快推进教育数字化，无疑是过去一年教育变革与发展中最亮眼的篇章。从年初把教育数字化战略行动列入教育部工作重点，上线国家智慧教育公共服务平台，再到年底召开2022世界慕课与在线教育大会等，形成了一批重大标志性成果。2022年可谓教育数字化战略转型元年，教育领域进入全面推进数字化转型的时代。

　　从教育信息化到教育数字化，背后不仅仅是概念的变化，还是内涵的拓展和深化，是教育与信息化、数字化技术的深度融合。教育数字化，不仅仅是单纯用技术和工具改进教学，更是将数字技术整合到教育领域各层面，推动学校管理、教学范式、教学过程、评价方式、学习文化等全方位的创新与变革，更好实现教育优质公平与支持终身学习。它不仅是顺应数字化大势的必然要求，更是赋能社会和教育改革创新，破解教育改革发展难题，构建高质量教育体系，建设教育强国的必然选择。

　　教育数字化战略意味着教育与技术的深度融合从一种教育发展战术，上升到重塑教育、提升综合国力的重大战略。这是一种方向和路径的战略转型。战略转型，当然意味着机遇与挑战并存。前路迢迢，任重而道远，但既然已经启动，就无惧山高路远。

　　技术与人才，是建设教育强国的两翼。实现教育现代化，必须坚持双轮驱动。如果说，教育数字化是依托技术的力量重塑中国教育的战略转型，那么打造大国强师队伍，则是依靠人的力量推动教育高质量发展。过去的这一年，“师范热”“教资热”引发全社会的关注，这背后有着复杂的多方面原因，既有经济发展趋势、就业形势之变，也有学生就业心态之变。当然，近年来教师社会经济地位的提高，教师职业吸引力增强有目共睹，也是催生优秀人才积极从教的重要因素。

　　教师队伍是教育强国的第一资源，新的历史方位下，教育面临更为艰巨的任务，对教师队伍的素质提出了更高的要求。唯有用更有力、有效的强师、优师、惠师举措，才能更好回应时代的要求，满足广大青少年学生对教师职业的期待。

　　星空寥廓、征途漫漫！新征程的号角已经吹响，我们要以“一万年太久，只争朝夕”的紧迫感推进教育改革发展，不断强化教育的基础性、战略性支撑作用，加快建设教育强国，为以中国式现代化全面推进中华民族伟大复兴，继续贡献教育的澎湃力量。（执笔人：杨三喜）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）