发表在《物理评论快报》的一篇论文探讨了一个非常有趣的现象，就是一个量子系统从一个较高的初始温度开始冷却，比从一个较低的初始温度开始冷却更快。这就是所谓的量子姆佩巴效应，它是经典姆佩巴效应的量子版本。

你可能会问，什么是经典姆佩巴效应？它是一种在热力学中观察到的反常现象，即热水比冷水更容易冻结。这个现象最早由埃里斯托·姆佩巴在1963年发现，当时他还是一名坦桑尼亚中学生。他在制作冰淇淋时发现，如果把热牛奶放进冰箱，它会比冷牛奶更快地结冰。这个现象引起了物理学家的好奇心，他们试图找出其背后的原理。然而，经典姆佩巴效应并不总是发生，它受到很多因素的影响，如水的纯度、容器的形状、环境的温度等。因此，经典姆佩巴效应仍然是一个未解之谜。

那么，量子姆佩巴效应又是怎么回事呢？它是指一个量子系统在与外界接触时，从一个较高的初始温度开始演化，比从一个较低的初始温度开始演化更快地达到平衡状态。这个现象在2012年被首次提出，并在一些理想化的模型中得到了证明。然而，在实际的物理系统中，量子姆佩巴效应是否存在还不清楚。

这篇论文就尝试了在一个更接近实验的模型中探索量子姆佩巴效应。作者考虑了一个单能级的量子点与两个储备器相耦合，这个模型被称为安德森模型。量子点是一种人工制造的纳米结构，它可以限制电子在三个空间维度上的运动，从而表现出量子特性。储备器是一种可以与量子点交换能量和粒子的大系统，例如金属电极或半导体基底。安德森模型可以用来描述量子点与储备器之间的输运现象，例如电流、热流、噪声等。

作者使用了一个数学工具叫做量子主方程，它可以描述一个开放的量子系统随时间演化的规律。他们发现，在一定的条件下，量子点与储备器之间存在着量子姆佩巴效应。也就是说，如果把量子点初始化为一个较高或较低的温度，并让它与两个储备器相互作用，那么从较高温度开始演化的系统会比从较低温度开始演化的系统更快地达到平衡状态，并且两个系统在某一时刻会交叉温度。

作者还分析了量子姆佩巴效应的物理机制，发现它与量子点的密度矩阵元素（有关，这些元素描述了量子点的状态信息。他们指出，量子姆佩巴效应是由量子点的非最慢弛豫模式共同作用的结果，而最慢弛豫模式则不起作用。这与马尔可夫系统中经典姆佩巴效应的机制不同，后者认为最慢弛豫模式是起主导作用的。

这篇论文为量子姆佩巴效应的理论研究提供了一个新的视角，也为实验观测量子姆佩巴效应提供了一个可能的平台。