热牛奶冻得快？中国团队首次在量子世界逮住反常识越远越快

2026年11月，东南大学一篇论文登上《物理评论快报》。他们用单个光子，做了一个反常识实验：量子比特离平衡态越远，回到平衡反而越快。听着像绕口令。分量不小。

热牛奶那笔旧账

1963年，坦桑尼亚中学生姆潘巴把热牛奶放进冰箱，发现比冷牛奶冻得快。老师说他胡说。几十年后，物理学家发现某些条件下真会发生，起名“姆潘巴效应”。说白了：越远越快。系统被扰动越厉害，通常回平衡越慢；有些情况反过来。东南大学这次做的是更硬的版本：强姆潘巴效应。

瓶颈在哪

系统回平衡不是一步到位，有多条衰减通道，像几条下坡路。最慢那条是瓶颈，整支队伍跟它走。强姆潘巴效应：起点若压根不碰最慢通道，就能绕开瓶颈，指数级加速。问题是，最慢通道是什么？

2024年，爱尔兰圣三一学院和德国慕尼黑大学团队给出答案：在描述量子系统与环境弱相互作用的戴维斯映射里，最慢的几条通道都跟“相干性”有关。相干性就是量子比特“同时是0又是1”的叠加态。它是量子计算的命根子，也最容易漏气。理论说：拿掉相干性，路就通。得有人做出来。

东南大学怎么做的

薛鹏团队用单个光子当量子比特。光子偏振方向代表0和1，不同光路代表它跟环境互动。最巧的是，他们把“温度”和“时间”编进波片角度。转波片，等于调时间，不用重搭电路。

▲ 量子强姆潘巴效应的艺术想象图。两条发光路径通向一个共同的平衡态：蜿蜒的蓝色路径唤起与量子相干性相关的缓慢弛豫，而直接的黄金路径表示当初始相干性被移除时更快的弛豫。透明球体暗示单个量子比特的状态空间，光学图案反映了用于演示该效应的光子平台。来源：东南大学 Xiang Zhan 和 Peng Xue。

他们准备两个起点：一个纯能量态，没有相干性；一个叠加态，带着相干性。结果，两个起点“离平衡多远”的排序反了：本来更远的，反而先到。强姆潘巴效应第一次在单个量子比特上被干净利落逮住。

各家都在下棋

姆潘巴效应从厨房怪事变成严肃物理问题，人类花了半个多世纪。量子版本竞争最近十来年才热。

欧洲底子最厚。戴维斯映射上世纪70年代在英国出来；奥地利、德国开放量子系统理论在第一梯队；2024年关键理论由爱尔兰和德国联手。美国路子不同。IBM、谷歌头疼量子比特“退相干”，算着算着就乱。他们关心怎么让量子芯片冷得更快、更稳。日本、欧洲在量子热机、量子制冷上悄悄卡位。

中国是多点开花：光量子路上，中科大潘建伟团队“九章”系列打出名号；东南大学薛鹏团队长期扎在光子量子模拟和量子行走，这次啃下单量子比特这个最小系统。整个量子热力学，中国还不能说领先，更多并跑，个别点冒尖。但“单量子比特强姆潘巴效应”这个具体问题，是实打实世界首次。

这有什么用

别小看单个量子比特。量子计算机最大敌人是热和退相干。量子比特要保持状态，得冻到接近绝对零度，还得防环境捣乱。如果强姆潘巴效应能用来加速冷却、更快把量子系统拉回稳定态，它就不只是论文公式，而是量子工程的新工具。再往远看，量子热机、量子制冷、量子态快速制备，都可能从这里长出来。薛鹏团队下一步要推到高维系统、晶格模式、量子行走和多体系统。那才是硬骨头。

这次突破很小，但位置关键。量子热管理谁先做成工具，谁就多一张底牌。中国团队先在这个小点上，把螺丝拧进去了。

— 感谢阅读 · 欢迎点赞关注 · 科学剃刀 —