發表在《物理評論快報》的一篇論文探討了一個非常有趣的現象，就是一個量子系統從一個較高的初始溫度開始冷卻，比從一個較低的初始溫度開始冷卻更快。這就是所謂的量子姆佩巴效應，它是經典姆佩巴效應的量子版本。

你可能會問，什么是經典姆佩巴效應？它是一種在熱力學中觀察到的反常現象，即熱水比冷水更容易凍結。這個現象最早由埃里斯托·姆佩巴在1963年發現，當時他還是一名坦桑尼亞中學生。他在制作冰淇淋時發現，如果把熱牛奶放進冰箱，它會比冷牛奶更快地結冰。這個現象引起了物理學家的好奇心，他們試圖找出其背后的原理。然而，經典姆佩巴效應并不總是發生，它受到很多因素的影響，如水的純度、容器的形狀、環境的溫度等。因此，經典姆佩巴效應仍然是一個未解之謎。

那么，量子姆佩巴效應又是怎么回事呢？它是指一個量子系統在與外界接觸時，從一個較高的初始溫度開始演化，比從一個較低的初始溫度開始演化更快地達到平衡狀態。這個現象在2012年被首次提出，并在一些理想化的模型中得到了證明。然而，在實際的物理系統中，量子姆佩巴效應是否存在還不清楚。

這篇論文就嘗試了在一個更接近實驗的模型中探索量子姆佩巴效應。作者考慮了一個單能級的量子點與兩個儲備器相耦合，這個模型被稱為安德森模型。量子點是一種人工制造的納米結構，它可以限制電子在三個空間維度上的運動，從而表現出量子特性。儲備器是一種可以與量子點交換能量和粒子的大系統，例如金屬電極或半導體基底。安德森模型可以用來描述量子點與儲備器之間的輸運現象，例如電流、熱流、噪聲等。

作者使用了一個數學工具叫做量子主方程，它可以描述一個開放的量子系統隨時間演化的規律。他們發現，在一定的條件下，量子點與儲備器之間存在著量子姆佩巴效應。也就是說，如果把量子點初始化為一個較高或較低的溫度，并讓它與兩個儲備器相互作用，那么從較高溫度開始演化的系統會比從較低溫度開始演化的系統更快地達到平衡狀態，并且兩個系統在某一時刻會交叉溫度。

作者還分析了量子姆佩巴效應的物理機制，發現它與量子點的密度矩陣元素（有關，這些元素描述了量子點的狀態信息。他們指出，量子姆佩巴效應是由量子點的非最慢弛豫模式共同作用的結果，而最慢弛豫模式則不起作用。這與馬爾可夫系統中經典姆佩巴效應的機制不同，后者認為最慢弛豫模式是起主導作用的。

這篇論文為量子姆佩巴效應的理論研究提供了一個新的視角，也為實驗觀測量子姆佩巴效應提供了一個可能的平臺。