科学家成功模拟“全息虫洞”，时空旅行不再是梦？

科学家成功模拟“全息虫洞”，时空旅行不再是梦？

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来源

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https://news.sciencenet.cn/sbhtmlnews/2024/6/379812.shtm

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https://m.ebiotrade.com/newsf/2024-7/20240701064906848.htm

2024年，一项登上了《Nature》杂志封面的突破性研究，让人类距离实现时空旅行的梦想又近了一步。加州理工学院物理学教授Maria Spiropulu领导的研究团队，利用谷歌的量子计算机Sycamore，成功模拟出了一种新型的“虫洞隐形传态协议”。这一实验不仅展示了时空以某种方式从量子信息中出现的可能性，更为理解宇宙中最神秘的虫洞现象提供了全新视角。

虫洞，这一源自爱因斯坦广义相对论的理论概念，一直是物理学界最引人入胜的谜题之一。它被描述为连接宇宙中不同时空区域的隧道，理论上可以实现瞬间的时空穿越。然而，由于需要奇异物质（具有负能量密度）来维持稳定，虫洞的存在和应用一直停留在理论层面。

此次实验中，研究团队通过操纵9个量子比特，成功实现了虫洞信息的传输。这一看似简单的操作背后，蕴含着深刻的物理意义。实验展示了引力隐形传态的工作原理，这是虫洞实现信息传输的关键机制。尽管实验规模有限，但它首次在实验室环境中模拟了虫洞的行为，为理解量子引力理论提供了宝贵的实验数据。

虫洞的概念最早可以追溯到1935年，由爱因斯坦和内森·罗森提出。他们通过广义相对论方程发现，时空可以发生扭曲，从而允许远距离点之间更快地旅行。然而，这种“捷径”需要极端的物理条件，例如负能量密度的物质，这在自然界中尚未发现。

近年来，虫洞研究取得了显著进展。例如，科学家通过量子系统模拟虫洞行为，观察信息如何在类似虫洞的环境中传输。扬州大学团队则提出利用“膜宇宙”模型构建类虫洞结构的可能性，这种结构可能不需要负能量即可形成。此外，有研究指出，通过观测恒星轨道异常可以间接寻找虫洞存在的证据。

尽管全息虫洞的模拟实验是一个重大突破，但要实现真正的时空旅行仍面临巨大挑战。例如，如何创造和维持稳定的宏观虫洞，如何解决时间旅行带来的悖论问题等。然而，这一实验为虫洞研究开辟了新的方向，通过量子模拟和机器学习，科学家们有望进一步揭示虫洞的奥秘。

正如Spiropulu教授所说：“全息技术的快速发展以及与量子系统的结合，为理解量子引力带来了潜在的进步。”这一突破不仅让我们更接近理解宇宙的深层结构，也为未来可能的时空旅行提供了新的希望。

虫洞研究的旅程才刚刚开始，但每一次科学突破都在为我们揭示宇宙最深层的秘密。正如爱因斯坦所说：“我们能体验到的最美妙的事情就是神秘。它是所有真正的艺术和科学的源泉。”在探索宇宙奥秘的道路上，人类从未停止脚步。