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O efeito Mpemba é um fenômeno contra intuitivo no qual um sistema quente atinge uma temperatura fria mais rapidamente do que um sistema mais frio, sob condições idênticas. Aqui, propomos um análogo quântico do efeito Mpemba, no sistema quântico mais simples, um qubit. Especificamente, mostramos que ele exibe um efeito inverso, no qual um qubit frio atinge uma temperatura quente mais rapidamente do que um qubit quente. Além disso, em nosso sistema, um qubit frio pode aquecer exponencialmente mais rápido, manifestando a versão forte do efeito. Isso ocorre apenas para sistemas suficientemente coerentes, tornando esse efeito mecânico quântico, ou seja, devido a efeitos de interferência. Demonstramos experimentalmente nossas descobertas em um único qubit de íon Sr+88 aprisionado. A existência desse efeito de relaxamento anômalo em sistemas quânticos simples revela sua fundamentalidade e pode ter um papel no projeto e operação de dispositivos de processamento de informação quântica. Recebido em 18 de janeiro de 2024 Aceito em 24 de abril de 2024 DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.133.010403 © 2024 American Physical Society Títulos Temáticos da Física (PhySH) Áreas de Pesquisa Mecânica estatística fora do equilíbrio Sistemas quânticos abertos & decoerência Informação quântica com íons aprisionados Quenching quântico Sistemas Físicos Íons aprisionados Química atômica, molecular & ótica Informação Quântica, Ciência & Tecnologia Física Estatística & Termodinâmica
Shapira et al. (Mon,) estudaram esta questão.