Эффект Мпембы впервые проявился в одном кубите
Китайские физики продемонстрировали сильный эффект Мпембы в одном кубите, созданном на основе одиночного фотона. Это явление, при котором система начинает быстрее приближаться к равновесию, находясь дальше от него, ранее объясняли по-другому. Данную информацию сообщает портал Phys.org.
Исследователи из Юго-Восточного университета в Нанкине использовали поляризацию фотона как кубит, а его траектории — как вспомогательные элементы. Они реализовали так называемый супероператор Дэвиса, описывающий взаимодействие квантовой системы со средой, в оптической схеме.
Они подготовили кубит в двух состояниях: в энергетическом собственном состоянии без квантовой когерентности и в суперпозиции состояний с когерентностью. Оказалось, что кубит без когерентности, хотя и был дальше от равновесия, релаксировал быстрее — что и было предсказано для сильного эффекта Мпембы.
Этот результат подтверждает теоретическую модель, предложенную в 2024 году учеными из Тринити-колледжа в Дублине и Мюнхенского университета. Они предположили, что в динамике Дэвиса несколько мод могут иметь одинаково медленный затухающий режим, и если система стартует без когерентности, она может избежать этих медленных процессов.
Авторы работы планируют расширить эксперименты на многокубитные системы и взаимодействующие многочастичные системы, чтобы изучить эффект Мпембы в более сложных условиях. Это может привести к созданию более быстрых методов охлаждения квантовых устройств.
