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
重视数据产权制度设计 加快建设数字中国******
作者:唐树源(上海杉达学院法学系教师、数字商务研究中心副主任)
党的二十大报告指出,要加快建设网络强国、数字中国。数据作为新型生产要素,对于数字中国的建设具有基础性价值。2022年12月,中共中央、国务院印发《关于构建数据基础制度更好发挥数据要素作用的意见》(以下简称《意见》),对数据产权、数据要素流通和交易制度、数据要素收益分配制度及数据要素治理制度作出部署。数据作为新型生产要素,对于整个数字经济的发展都有着关键性价值,厘清数据产权制度是构建数据基础制度的基础性工作。
数据产权制度的关键性问题
要素市场运行的前提是产权配置清晰,产权不清的数据资源必然会限制数据市场的流通和交易。有关数据产权问题,早在2017年,习近平总书记就强调“要制定数据资源确权、开放、流通、交易相关制度,完善数据产权保护制度”。有关数据产权的讨论,需要关注如下几点关键性问题:
第一,有关数据产权的立法规定散见于各地政策性文件中,国家层面尚无统一的立法规定。特别是在2021年之后,各地有关数据要素的政策性文件出台较多,而数据产权的内容主要分散在各类文件中,各地的规定也有所不同。主要存在各地政府“自我赋权”“模糊处理”“规定不全面”等问题,这也就促使此次《意见》的出台,明确了数据产权制度的重要性,对理论界和实务界都有着定分止争的作用。接下来从国家层面制定数据产权相关的统一性规定已经非常必要,尤其是在《意见》的指引下细化数据确权的制度性内容是当务之急。
第二,数据确权不应只有所有权的确立,而应当构建符合数据独特属性的权属体系。当前国内外研究数据产权主要局限在所有权的问题上,这将不利于数据要素的市场运营和交易。数据具有有限排他、可分割、动态调整和技术依赖的独特属性,不能等同于石油等自然资源的确权思路,更不应当停留在所有权的层面。因而此次《意见》提出的数据确权治理路径是“三权分置”的数据产权运行机制,充分考虑到了数据的独特价值,更好地平衡了数据权属与市场应用发展。
第三,构建数据分类分级确权授权使用机制。《意见》提出要“探索建立数据产权制度”,其中包括“建立公共数据、企业数据、个人数据的分类分级确权授权制度”,说明数据产权不能“一刀切”。从分类上看,数据可以分为公共数据、企业数据和个人数据,每一类数据相关联的主体和内容都是不同的。如公共数据的主体涉及面更广,不同阶段会有不同的参与主体,权属的确立就更难,但公共数据的开放又更为重要,所以平衡两者之间关系的难题就摆在了决策者面前。同时,各类数据的授权机制同样重要并有所不同,这无疑增加了数据产权制度的复杂性。平衡好数据各类权利保护并兼顾效率最大的结果是数据产权运营的重要追求。
构建“三权分置”的数据产权运行机制
《意见》提出“建立数据资源持有权、数据加工使用权、数据产品经营权‘三权分置’的数据产权制度框架”,这是接下来数据产权确立的核心内容。对于此项较新的治理机制,需要注意理解如下问题:
一方面,“数据资源持有权”是基于数据所有权特殊性的分离权利。所有权、持有权、经营权、使用权、占有权等都是产权体系中重要的构成,持有权不同于使用权和经营权,更加突出对数据资源的掌控,是脱离于所有权的分离权利。之所以设立“数据资源持有权”,本质上也是因为数据资源所有权的不确定性。
另一方面,数据“三权”的分工和定位是不同的。 “数据资源持有权”是对于数据资源的掌控权利,如个人对个人所有的数据持有权,公司对公司所有数据的持有权,公共管理部门对公共管理服务中产生数据的持有权。“数据加工使用权”是对于数据的加工处理活动的使用权利,持有并不代表着有权对数据进行加工处理,在数据授权加工中尤为明显,因而使用权所涉及到的主体就更为多元。“数据产品经营权”是对于数据产品的经营性权利,数据从一开始的资源形态,经过加工处理,最后形成为数据产品,可以经营并产生收益。随着数据交易市场的快速发展,未来各类数据产品会更加多样和丰富,这也容易引发市场竞争的垄断和不公平性,因而更加公平、开放的数据产权运行机制是十分必要的。
建立数据产权制度需要同步解决的问题
当数据不确权,就会限制数据的流通交易,而当数据产权机制确立后,随着数据广泛流通使用,势必会遇到其他方面的各类问题,如各方权益保护、安全、合规等方面的难点问题,需要重点对以下几个方面加以关注:
第一,健全数据要素权益保护制度。数据相关的权益保护主要包括数据财产权益和人格权益的保护。针对不同类型的数据保护内容是不一样的,如个人数据重点在于隐私保护与个人信息保护,企业数据的重点在于商业秘密与知识产权保护,公共数据较为复杂,可能同时包含个人数据和企业数据的内容。随着数据交易运营的快速发展,多方主体参与会使得各方权益保护更为重要。同时,数据也会经历动态发展的过程,针对不同时期的数据权益保护也不尽相同,实践中需要更加细化不同流程和阶段,并进行分类分级保护。
第二,重视数据全流程合规能够更好保护数据产权。数据产权制度的确立本质上就是从根源上划清各方主体的数据权益,确保数据运行的合规。此次《意见》指出要“建立合规高效、场内外结合的数据要素流通和交易制度”“完善数据全流程合规与监管规则体系”“ 统筹构建规范高效的数据交易场所”。当前,数据合规已经逐步被重视并引入企业实践中,此后的数据合规需要结合“三权分置”的数据产权运行机制全面梳理并总结,明确各方权利和责任。以数据合规为契机,全面开展数据产权保护工作是较好的切入点,有助于建立起公平、经济的数据要素流通和交易环境。
第三,安全是数据全流程的底线原则,数据产权制度也需要动态调整,适应数据市场的发展。此次《意见》指出要“统筹发展和安全,贯彻总体国家安全观,强化数据安全保障体系建设,把安全贯穿数据供给、流通、使用全过程,划定监管底线和红线。”数据产权制度本质上是根据数据独特产权属性而创立的,当数据要素市场需要更合适的产权制度的时候,当前的数据产权制度进行不断调整也是必然的。这当中首要保障的就是安全底线,安全体现在数据权属、内容、技术、载体等层面,也贯穿于数据交易、授权、加工、开放、共享等全过程。有了安全的保障,使得数据产权制度更加坚固,数据要素的市场活力方能够充分释放。