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

隔屏对话、如在现场，云转播助力提升冬奥视频服务******

　　在北京2022年冬奥会期间17个场馆的新闻发布会中，北京冬奥会新闻发布会视频服务系统（Info-AV）这项创新技术被广泛应用。据了解，自1月30日服务本届冬奥会首场正式新闻发布会至冬奥会闭幕，Info-AV系统将249场新闻发布会素材便捷传递至全球媒体记者和工作人员，素材总时长达8049分钟。

　　Info-AV系统为北京国际云转播科技有限公司基于自研的云转播平台实现。该系统的应用，使本届冬奥会的视频服务水平得到提升。

　　什么是云转播？北京国际云转播科技有限公司首席技术官张鹏洲介绍，云转播通过云化采、编、播技术，实现传统转播设备云端化、人员服务远程化。与传统采集中制作人员都在现场的模式不同，现在仅需要拍摄人员在现场，制作、导播人员远程接入网络就可以完成信号制作。原有需要在转播车内完成的多项工作，也可分解为多个团队分别在不同地点通过云转播协同完成。

　　传统转播模式以现场制作为主，需要配备大型导播制作团队，还需要采用昂贵的转播车，设备成本高、人员投入大。相较于传播转播模式，云转播的优势则体现在“两降一升一创”——“两降”指降低转播成本、降低制作节目专业门槛，“一升”指团队效率提升，“一创”指转播模式的创新，为观众提供新体验。

　　作为一项新兴视频直播技术，云转播的实际应用效用如何？在2月16日举行的2022北京新闻中心新闻发布会上，北京冬奥组委技术部部长喻红介绍，Info-AV能将现场拍摄的多角度视频和多音轨音频（包括现场声及同声传译）编码后推送至云端，利用云计算的存储、计算、网络传输等资源，将音视频流进行合成、导播、制作及存储，并输出具有多音轨（HLS格式）的音视频直播流，同时支持收录和点播。该服务依托现代网络、通信及云计算技术，实现大流量、高并发的直播应用，当前可并发支持5场发布会直播。

　　此外，本届冬奥会期间，远程虚拟同框采访系统支撑了多场连线活动。运用该系统，多方连线人能够置身于虚拟直播间，在低时延的交互下远程连线互动，可使用手机完成各方信号的采集及回传。

　　记者了解到，本届冬奥会前的“相约北京”系列测试赛中，已多次使用云转播及相关衍生服务。在五棵松体育馆、首都体育馆、国家体育馆、国家速滑馆和国家跳台滑雪中心，云转播和基于云转播技术的远程无人混合采访、远程新闻发布系统投入应用，并成功完成冰球、短道速滑、速度滑冰、花样滑冰、跳台滑雪等多场赛事和相关活动的转播服务。

　　“远程无人混合采访包含现场混采区（运动员端）、云转播平台和远端记者3个部分。”北京国际云转播科技有限公司产品和解决方案部产品总监郭真提到，利用5G网络的高速率、低延时等特点，通过摄像机和显示屏等视频采集设备和展示屏幕，保证运动员和记者之间的采访实时传输。总体来看，使用5G+云转播技术，不仅减少了现场技术人员聚集，还进一步提升了赛事转播安全。

　　“基于核心底层大视频的能力和一系列云转播的产品和技术能力，未来云转播可以在若干领垂直领域发挥作用。”北京国际云转播科技有限公司董事长崔涛表示，例如，在教育行业，云转播和5G技术能力的结合，将能够为群众文化体育活动、青少年的体育教育培训提供更好的服务和创新体验。（孔繁鑫）