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
【网络强国这十年】从换道超车到国民引擎!安天科技潘宣辰:“很自豪让技术融入产业”******
【网络强国这十年——行业回顾篇】
随着移动互联网快速发展和全面覆盖,移动安全威胁发生重大迁移:一方面,不良应用行为、欺诈诱导营销、用户欺瞒及隐私窃取等侵害用户权益的风险应用出现新一轮扩张;另一方面,移动互联网野蛮生长导致生态出现无序竞争局面,风险应用依附于移动互联网业务,正通过更加多样化的方式侵害用户权益,成为用户安全及权益新痛点,给整个产业的治理带来新的难题。
在我国移动安全行业发展版图上,安天移动安全通过将反病毒技术领先优势融入互联网产业,用“关口前移”的方式为超过30亿终端用户织密了移动应用风险防护网,也为主管部门提供了“良赢治理”方案和感知处置能力。
近日,安天科技集团执行总裁、武汉市网络安全协会会长潘宣辰,做客光明网“网络强国这十年”专栏,畅谈投身移动安全创业故事及行业发展的观察与思考。
投身移动安全创业,选择站在同一起跑线上的新赛道
2005年前后,85后青年潘宣辰还在武汉大学信息安全专业就读,这是国内第一个信息安全本科专业。在一次演讲授课上,潘宣辰结识了当时在武汉大学做兼职教授的网安前辈安天创始人肖新光(Seak)。
当时,我国在PC安全时代的核心技术还处于一个追赶的姿态。Seak给学生时代的潘宣辰渲染了一副宏大的国家安全及民族软件创新产业格局,并提出希望能找到一个新的技术领域或在一个新的操作系统平台上,可以由国内相关的研发团队自主去实现基础核心技术的突破和创新。
这个目标打动了潘宣辰。毕业后,在安天的支持下,他选择了移动安全方向创业发展。潘宣辰认为,PC时代几乎所有的技术,包括产品和商业模式在引入到移动场景后,都得到了进一步的叠加演进。结合移动特有的产业及生态结构,在移动安全方向上,必然会形成不一样的产业及生态安全需求,也同样会产生新的技术定义以及商业模式。
“得益于移动互联网的蓬勃发展,我们在这个全新的领域,和国内其他优秀厂商以及海外厂商相比,站在一个起跑线上,而且相比之下,安天以往在PC端积累的技术视野,在全新的领域进行技术架构和商业模式创新时,没有太多的历史包袱,又具有科班出身的发展优势。”潘宣辰说。
自主研发反病毒引擎,打破欧美安全厂商十余年独大
2010年以前,PC时代国内比较领先的安全厂商在海外的排行榜上并不是很靠前,最高排名第8位,多数徘徊在第10名左右。有了这个先例,潘宣辰和团队最开始设定目标是移动安全领域能够进入到世界前8位。
当时,团队初期的技术实力在移动领域优势并不明显。潘宣辰坦言,像海外的卡巴斯基、比特梵德,以及国内的瑞星、金山、360、腾讯等,其实都已经关注到,移动安全必然是未来一大趋势,当时大家都在积极投入技术研发。
深蹲之后,才能更好的起跳。最初,由于技术理念上有较大的差异,团队的优势并不明显。在和国内外厂商交流之后,才发现这是技术理念上的差异造成的。
比如,友商更多的是直接把PC时代的经验快速复制到移动时代,而安天是以本地检测算法引擎以及基于机器学习的专家智能分析工程平台运营体系为主,所以“工程化”传统较重,成果的形成需要较长时间的积累。
2013年前后,安天的优势开始凸显。当时,国际知名安全软件评测机构AV-Test的移动安全首次测评中,安天AVL移动反病毒引擎的检出率指标平均领先行业水平10%以上。这是国内安全厂商第一次在世界范围的反病毒领域呈现出技术压倒性优势,也就在那年,安天移动安全打破了欧美厂商的垄断,以100%的检出率成为首个获得AV-Test“移动年度最佳奖项”的亚洲厂商。
技术的真正价值,需要用市场和产业的方式来“回答”
在2014年取得核心技术突破的时候,他们也有卖掉团队的机会。潘宣辰和团队在“财务诱惑”和“产业挑战”之间,选择了后者。
潘宣辰认为,技术本身并没有常胜将军,也并不见得会永远占据优势。“这项技术到底是不是真的有价值,最终还需要用市场和产业的方式来回答。如果不去真正进入市场、进入产业的话,我自己觉得会特别后悔。因为这样就等于止步于技术了。”潘宣辰说。
安天移动安全在2015年开始探索商业化路径,选择了关口前移的产业融入线路。即通过选择与手机厂商广泛合作,通过操作系统级的嵌入式来进行技术落地,并且在这个基础上去构建新的商业模式。从2015年至今,安天威胁检测引擎为全球超过三十亿部智能终端设备提供了操作系统内置的安全检测能力。
“在移动安全的核心技术领域上,我们目前仍然保持着世界前列的水准。在检测这个技术点上,我们应该一直是第一第二的位置。”潘宣辰说。
监制:张宁
采访:李政葳
拍摄/后期:刘昊 李飞
配音:雷渺鑫
(文图:赵筱尘 巫邓炎)