Квантовый эффект Мпембы

Эффектом Мпембы, наблюдавшимся в ряде экспериментов, называют ситуацию, когда изначально более горячая система охлаждается быстрее, чем холодная. В коллоидных системах наблюдался также обратный эффект Мпембы с ускоренным нагревом из более холодного начального состояния. Теоретически рассматривались квантовые аналоги эффекта Мпембы, возникающие за счёт квантовой запутанности и флуктуаций. Группой исследователей из Института им. Вейцмана (Израиль) впервые продемонстрирован обратный квантовый эффект Мпембы для единичного кубита на основе иона ⁸⁸Sr⁺ в тепловой фотонной бане [8]. Ион с большей степенью когерентности испытывал декогеренцию (нагревался) и приходил в равновесие с окружением быстрее, чем ион с меньшей изначальной когерентностью. Более того, холодный кубит мог нагреваться экспоненциально быстрее тёплого кубита, что демонстрирует сильную версию эффекта Мпембы. Прямой квантовый эффект Мпембы обнаружен также в другом эксперименте [9] в цепочке из 12 ионов, где исследовалось время восстановления симметрии при более или менее сильном начальном отклонении от симметричного состояния. [8] Shapira S A et al. Phys. Rev. Lett. 133 010403 (2024) [9] Joshi L K et al. Phys. Rev. Lett. 133 010402 (2024)