Sachverhalt:
A.
Das Bezirksgericht Winterthur sprach X._ am 16. Mai 2013 der mehrfachen, teilweise versuchten sexuellen Handlungen mit Kindern gemäss <ref-law> i.V.m. <ref-law>, des mehrfachen Verabreichens gesundheitsgefährdender Stoffe an Kinder nach <ref-law>, der Pornographie im Sinne von Art. 197 Ziff. 1 aStGB, der Anstiftung zur Pornographie im Sinne von Art. 197 Ziff. 3 aStGB i.V.m. <ref-law> sowie der mehrfachen Pornographie nach Art. 197 Ziff. 3 und 3bis aStGB schuldig. Es bestrafte ihn mit einer Freiheitsstrafe von drei Jahren und drei Monaten unter Anrechnung von 406 Tagen Haft und ordnete gleichzeitig eine vollzugsbegleitende ambulante Behandlung nach <ref-law> an.
B.
X._ trat am 20. März 2013 im Rahmen des vorzeitigen Strafvollzugs in die Justizvollzugsanstalt (JVA) Pöschwies ein. Am 12. September 2013 wurde er in das Haus A._ in den offenen Vollzug versetzt. Mit der ambulanten Behandlung war bereits am 5. Februar 2013 vorzeitig begonnen worden. Im Rahmen einer routinemässigen Kontrolle am 12. August 2014 wurde in der Zelle von X._ ein internetfähiges Mobiltelefon sichergestellt, was gemäss Hausordnung des Hauses A._ verboten ist. Das Gerät enthielt Bilder von männlichen Jugendlichen/jungen Männern mit sexuellem Charakter. X._ wurde am 13. August 2014 vorsorglich in den geschlossenen Vollzug versetzt. Das Strafverfahren wegen Verdachts auf Besitz von Pornographie im Sinne von <ref-law> wurde am 23. Oktober 2014 eingestellt, weil sich nicht eruieren liess, ob die abgebildeten Personen jünger als 16 Jahre alt waren. Am 23. Oktober 2014 wurde X._ definitiv in das geschlossene Strafregime zurückversetzt.
Das effektive Strafende fiel auf den 3. März 2015.
C.
Am 2. Dezember 2014 hob das Amt für Justizvollzug (JUV) die ambulante therapeutische Massnahme als aussichtslos auf. Einen dagegen gerichteten Rekurs wies die Direktion der Justiz und des Innern am 21. Januar 2015 ab. Die Verfügung wurde rechtskräftig.
Am 16. Dezember 2014 beantragte das JUV dem Bezirksgericht Winterthur, es sei anstelle der ambulanten Behandlung gemäss <ref-law> eine stationäre therapeutische Massnahme nach <ref-law> i.V.m. <ref-law> unter Aufschub der Reststrafe anzuordnen.
Das Bezirksgericht gab am 19. Februar 2015 im Hinblick auf die beantragte nachträgliche Abänderung der Massnahme ein aktuelles psychiatrisches Ergänzungsgutachten in Auftrag, welches am 11. Juni 2015 erstattet wurde. Am 10. September 2015 fand die Hauptverhandlung statt. Mit Beschluss vom 15. Oktober 2015 ordnete das Bezirksgericht gegen X._ eine stationäre therapeutische Massnahme im Sinne von <ref-law> i.V.m. <ref-law> an.
Die dagegen gerichtete Beschwerde von X._ wies das Obergericht des Kantons Zürich mit Beschluss vom 17. Dezember 2015 ab und bestätigte die Umwandlung der ambulanten Therapie in eine stationäre Massnahme nach vollständiger Strafverbüssung.
D.
Mit Beschwerde in Strafsachen beantragt X._, es sei der Beschluss des Obergerichts des Kantons Zürich vom 17. Dezember 2015 aufzuheben und ein neuer Beschluss zu fassen. Eventualiter sei der Beschluss vom 17. Dezember 2015 aufzuheben und die Sache zur neuen Beurteilung an die Vorinstanz zurückzuweisen. X._ ersucht um unentgeltliche Rechtspflege und Verbeiständung.
E.
Das Obergericht und die Oberstaatsanwaltschaft des Kantons Zürich haben am 30. Mai 2016 und 1. Juni 2016 je auf eine Vernehmlassung zur Beschwerde verzichtet.

Erwägungen:
1.
1.1. Die Vorinstanz erwägt, der Beschwerdeführer leide an einer pädo- und hebephilen Paraphilie und sei damit psychisch schwer gestört. Die Rückfallgefahr betreffend erneute sexuelle Handlungen mit Kindern sowie Verstösse gegen das Verbot harter Pornographie sei hoch. Entsprechend sei mit Blick auf das gefährdete Rechtsgut von einer schweren Gefährdung der öffentlichen Sicherheit auszugehen. Wohl habe der Beschwerdeführer keine neue Straftat verübt. Entscheidend sei aber, dass das von ihm im offenen Vollzug gezeigte Verhalten (mehrmaliges Treffen mit einem über 16-jährigen Jugendlichen, Austausch von pornographischem Bildmaterial über das Natel, Surfen auf Kontaktseiten, mangelnde Offenheit gegenüber Therapeuten) mit Blick auf die diagnostizierte Störung problematisch sei. Darin manifestiere sich, dass die bisherigen Therapiebemühungen zu keinem relevanten Erfolg geführt hätten. Nach dem Gutachten seien die therapeutischen Möglichkeiten im Rahmen einer stationären Massnahme zwar klar begrenzt. Im Hinblick auf deren Anordnung sei aber nicht entscheidend, ob die Legalprognose mit einer jahrelangen stationären Behandlung verbessert werden könne, sondern vielmehr, ob innerhalb von grundsätzlich fünf Jahren relevante Schritte in Richtung des angestrebten Ziels der Verhinderung von Straftaten zu erwarten seien. Vorliegend sei zum Aufbau eines sachgerechten Therapieprogramms und eines tragfähigen sozialen Umfelds sowie zur Indikationsabklärung einer allfälligen medikamentösen Behandlung ein vorübergehendes stationäres Setting unabdingbar. Von einer stationären Massnahme und einer gestützt darauf etablierten Therapie sei demnach eine nachhaltige Verminderung der Rückfallgefahr zu erwarten. Ein ambulanter Ansatz ohne Kontroll- und Eingriffsmöglichkeiten erscheine dagegen gemäss den eindeutigen gutachterlichen Ausführungen zum gegebenen Zeitpunkt nicht als ausreichend. Insofern sei angesichts der hohen Rückfallgefahr für schwere Taten von einer Ausnahmesituation auszugehen, welche eine Änderung der Behandlungsform auch nach vollständiger Strafverbüssung erfordere.
1.2. Der Beschwerdeführer wendet sich gegen die nachträgliche Anordnung der stationären Massnahme. Er rügt Bundes- und Konventionsrecht als verletzt. Eine ambulante Therapie könne in eine stationäre Massnahme nach geltendem Recht nur umgewandelt werden, wenn eine Reststrafe vorhanden sei. Er habe die ihm auferlegte Freiheitsstrafe verbüsst. Die Massnahmeumwandlung lasse sich daher nicht auf eine hinreichende Gesetzesgrundlage stützen. Selbst wenn von einer genügenden gesetzlichen Grundlage auszugehen wäre, lägen die Voraussetzungen für eine nachträgliche Abänderung der Massnahme nicht vor. Dass ein klarer Ausnahmefall vorliege, welcher eine Umwandlung einer ambulanten Therapie in eine stationäre Massnahme bei Fehlen einer Reststrafe im Sinne der bundesgerichtlichen Rechtsprechung rechtfertigen könnte, zeige die Vorinstanz nicht auf. Ein solcher sei gestützt auf die gutachterlichen Ausführungen auch nicht ersichtlich. Er habe keine neuen Straftaten begangen. Die prognose- oder sicherheitsrelevanten Umstände hätten sich nicht verändert und neue (diagnostische) Gesichtspunkte seien ebenfalls nicht gegeben. Man habe bei ihm einzig ein internetfähiges Mobiltelefon mit legaler Pornographie gefunden. Überdies habe er eine ausserhalb des Schutzalters stehende Person im Internet kennen gelernt und später getroffen. Die vorliegende Umwandlung der ambulanten Therapie in eine stationäre Massnahme sei nicht verhältnismässig. Es fehle an einer inhaltlichen Verknüpfung zwischen ursprünglicher Verurteilung und nachträglicher Massnahmeanordnung.
2.
2.1. Massnahmen werden nach der Konzeption des StGB neben Freiheitsstrafen angeordnet. Das Gericht hat bei einem Massnahmebedürftigen, der schuldhaft delinquiert hat, sowohl die schuldangemessene Strafe als auch die sachlich gebotene therapeutische Massnahme anzuordnen (<ref-law>).
2.2. Eine ambulante Massnahme zur Behandlung von psychischen Störungen nach <ref-law> ist im Unterschied zur Strafe zeitlich relativ unbestimmt. Ihre Dauer hängt vom Behandlungsbedürfnis des Betroffenen und von der Erfolgsaussicht der Massnahme ab (vgl. <ref-law>). Die Massnahme wird ohne Rücksicht auf Art und Dauer der ausgesprochenen Strafe angeordnet. Massgebend sind der Geisteszustand des Täters und die Auswirkungen der Massnahme auf die Gefahr weiterer Straftaten (<ref-ruling> E. 2.3 S. 158 f. mit Hinweis). Eine ambulante Behandlung darf in der Regel nicht länger als fünf Jahre dauern; sie kann jedoch, soweit notwendig mehrfach, um jeweils ein bis fünf Jahre verlängert werden (<ref-law>).
2.3. Eine ambulante Massnahme wird durch die zuständige Behörde aufgehoben, wenn deren Fortführung als aussichtslos erscheint (<ref-law>). Die Massnahme muss sich definitiv als undurchführbar erweisen. Davon ist nur auszugehen, wenn sie nach Lage der Dinge keinen Erfolg verspricht. Das Scheitern einer Massnahme darf nicht leichthin angenommen werden (Urteil 6B_473/2014 vom 20. November 2014 E. 1.5.2 mit Hinweisen; <ref-ruling> E. 2.3 im Zusammenhang mit stationären Massnahmen).
2.4. Stellt sich eine in Freiheit oder während des Strafvollzugs angeordnete ambulante Therapie als aussichtslos heraus, kann das Gericht nach deren Aufhebung gestützt auf <ref-law> eine stationäre therapeutische Massnahme im Sinne von <ref-law> anordnen, wenn zu erwarten ist, dadurch lasse sich der Gefahr weiterer, mit dem Zustand des Täters in Zusammenhang stehender Verbrechen und Vergehen begegnen (eingehend Urteil 6B_253/2015 vom 23. Juli 2015 E. 2.2). Das Bundesgericht erachtet eine Umwandlung einer gescheiterten ambulanten Behandlung in eine stationäre Massnahme gestützt auf <ref-law> auch nach vollständiger Strafverbüssung als zulässig. Die an den Gesetzeswortlaut ("An Stelle des Strafvollzugs") angelehnte Rechtsauffassung, wonach die Möglichkeit, bei gegebenen Voraussetzungen eine ambulante Massnahme im Sinne von <ref-law> in eine stationäre umzuwandeln, nur gegeben sei, wenn zum Zeitpunkt des nachträglichen Gerichtsentscheids noch eine Reststrafe bestehe, hat es mit ausführlicher Begründung verworfen (<ref-ruling> E. 3; siehe insbesondere auch Urteil 6B_253/2015 vom 23. Juli 2015 E. 2.2.2; Urteil 1B_4/2010 vom 21. Januar 2010 E. 3.2). Darauf zurückzukommen, besteht auch unter Berücksichtigung der Kritik im Schrifttum (vgl. etwa FELIX BOMMER, in ZBJV 151/2015 S. 350 ff., S. 359 ff.) kein Anlass.
2.5. Die Umwandlung einer ambulanten in eine stationäre Massnahme nach Verbüssung der Freiheitsstrafe stellt einen schweren Eingriff in die Freiheitsrechte des Betroffenen dar. Eine solche Umwandlung ist daher nach der unter altem Recht (Art. 43 Ziff. 3 aStGB) ergangenen Rechtsprechung nur in klaren Ausnahmefällen und unter strenger Berücksichtigung der Verhältnismässigkeit zulässig (<ref-ruling> E. 2.3.2; Urteil 6S.325/2005 vom 20. Dezember 2005 E. 4.2 mit Hinweisen; Urteil 6P.130/2005 und 6S.408/2005 vom 23. Januar 2006 E. 2 mit Hinweisen, publiziert in: Praxis 2006 Nr. 84 S. 596 ff.). Eine klare Ausnahmesituation ist etwa anzunehmen, wenn ein entlassener Straftäter nach dem Scheitern der Therapie die öffentliche Sicherheit in schwerer Weise gefährden würde und nur eine langfristige stationäre Behandlung die Rückfallgefahr vermindern könnte. Diese Rechtsprechung beansprucht auch unter neuem Recht Gültigkeit (<ref-ruling> E. 2-4; Urteile 6B_253/2015 vom 23. Juli 2015 E. 2.2, 6B_705/2013 vom 10. Dezember 2013 E. 4.2 und 6B_644/2010 vom 27. August 2010 E. 2.4 mit Hinweisen).
2.6. Im Rahmen einer späteren Abänderung einer Massnahme ist auch Art. 5 EMRK (Recht auf Freiheit und Sicherheit) zu berücksichtigen. In materieller Hinsicht bedarf es insbesondere einer inhaltlichen Verknüpfung zwischen Verurteilung und Freiheitsentzug im Sinne von Art. 5 Abs. 1 lit. a EMRK. Die spätere Sanktion muss vom ursprünglichen Zweck der Verurteilung inhaltlich noch getragen sein. In der Rechtsprechung zu Art. 5 EMRK wird dieser Aspekt in den Vordergrund gestellt. Andere Sachverhalte, denen kein sogenannter Symptomcharakter zukommt, können grundsätzlich nicht Anlass zu neuen Vorkehren geben (<ref-ruling> E. 3.3; siehe auch Urteil 6B_135/2012 vom 18. April 2012 E. 1.3). Unter Umständen lässt sich eine spätere Massnahmeanordnung auf Art. 5 Abs. 1 lit. e EMRK (Freiheitsentzug bei psychisch Kranken) abstützen, dies gegebenenfalls selbst dann, wenn der damit verbundene Freiheitsentzug mit den andern enumerativen Gründen nach Art. 5 EMRK widerstreitet (Urteil des EGMR, Nr. 23279/14, Bergmann gegen Deutschland vom 7. Januar 2016).
3.
Das Gericht hat sich bei seinem Entscheid über die nachträgliche Umwandlung einer ambulanten in eine stationäre Massnahme auf eine sachverständige Begutachtung zu stützen (vgl. <ref-law>; <ref-ruling> E. 4.3.1 S. 326).
Das psychiatrische Gutachten vom 7. Dezember 2012 und insbesondere das psychiatrische Ergänzungsgutachten vom 11. Juni 2015 bilden eine rechtsgenügende Entscheidgrundlage im Sinne von <ref-law>. Sie äussern sich zu allen entscheidrelevanten Fragen klar und schlüssig.
4.
4.1. Wie sich aus dem angefochtenen Entscheid und den Gutachten ergibt, leidet der 1985 geborene Beschwerdeführer an einer sexuell-devianten Störung im Sinne einer Pädophilie bzw. einer pädo- und hebephilen Orientierung bei suchtartiger Verlaufsform. Er weist überdies gewisse Persönlichkeitszüge (wie etwa Unreife, unsichere Identitätsbildung), nicht aber eine Persönlichkeitsstörung auf. Die von ihm verübten Straftaten stehen in Zusammenhang mit der diagnostizierten Störung der sexuellen Orientierung. Die Störung ist behandelbar. Die Behandlungs- und Auseinandersetzungsbereitschaft des Beschwerdeführers ist grundsätzlich gegeben. Der Beschwerdeführer ist rückfallgefährdet. Die von ihm ausgehende Rückfallgefahr bezieht sich auf Delinquenz in der Art der bisherigen. Wie die bisherige Kriminalitätsentwicklung zeigt, beging der Beschwerdeführer vergleichbare Straftaten bereits im Jahr 2003. Nach den Gutachten handelt es sich um ein eingeschliffenes deliktisches Verhaltensmuster. Die Rückfallgefahr wird als hoch beurteilt. Neue gleichartige Tathandlungen betreffend sexuelle Handlungen mit älteren männlichen Kindern und männlichen Jugendlichen im Schutzalter wie auch bezüglich Konsum von Kinderpornographie sind wahrscheinlich. Hingegen lässt sich nach den Gutachtern eine legalprognostische Belastung betreffend gewalttätige Sexualdelikte und andere Gewalthandlungen nicht belegen. Das Risiko für über die Sexualdelinquenz hinausgehende Gewalthandlungen ist gering (angefochtener Entscheid, S. 10 ff.; kantonale Akten, Gutachten vom 7. Dezember 2012, S. 69 und 72; Ergänzungsgutachten, S. 150 f).
4.2. Der im Rechtssinne psychisch schwer gestörte und rückfallgefährdete Beschwerdeführer erweist sich im Lichte der gutachterlichen Ausführungen als massnahmefähig und massnahmebedürftig im Sinne von <ref-law>. Die Eingangsvoraussetzungen einer Massnahme zur Behandlung einer psychischen Störung erscheinen grundsätzlich als erfüllt. Die entsprechenden Erwägungen im angefochtenen Entscheid sind nicht zu beanstanden.
Zu prüfen ist, ob die Vorinstanz die Voraussetzungen für eine nachträgliche Anordnung einer stationären Massnahme nach Verbüssen der Strafe ohne Rechtsverletzung als gegeben erachten durfte.
4.3.
4.3.1. Die Umwandlung einer ambulanten Therapie in eine stationäre Massnahme nach vollständiger Strafverbüssung stellt, wie ausgeführt, einen schweren Eingriff in die persönliche Freiheit des Betroffenen dar. Eine solche Umwandlung darf daher nicht schon angeordnet werden, wenn die Gefahr weiterer Straftaten droht, die für sich betrachtet die erstmalige Anordnung einer stationären Massnahme im Sinne von <ref-law> rechtfertigte. In dieser Hinsicht ist vielmehr erforderlich, dass der Betroffene nach dem Scheitern der Therapie die öffentliche Sicherheit in schwerer Weise gefährden würde (vgl. vorstehend E. 2.5). Wann und unter welchen Voraussetzungen von einer Gefährdung der öffentlichen Sicherheit in schwer wiegender Weise auszugehen ist, bestimmt sich namentlich nach der Art und der Schwere der begangenen und der zu erwartenden Taten, der Nähe und dem Ausmass der vom Täter ausgehenden Gefahr und der Bedeutung des bei einem allfälligen Rückfall bedrohten Rechtsguts (vgl. <ref-ruling> E. 2a). Bei der Umwandlung einer ambulanten Therapie in eine stationäre Massnahme nach Verbüssen der Strafe ist eine besondere Gefährlichkeit im Sinne einer erheblichen Straffälligkeit erforderlich. Es reichen nur das ernsthafte Risiko einer schwer wiegenden Delinquenz (im Sinne von erheblichen Straftaten) und die hohe Wahrscheinlichkeit der Beeinträchtigung bedeutsamer Rechtsgüter, um einen weiteren Freiheitsentzug im Rahmen einer solchen Umwandlung zu rechtfertigen (vgl. Urteil 6P.130/2005 und 6S.408/2005 vom 23. Januar 2006 E. 3.2 mit Hinweisen, publiziert in: Praxis 2006 Nr. 84 S. 596 ff.; siehe auch <ref-ruling> E. 3.2.2).
4.3.2. Angesichts der vom Beschwerdeführer ausgehenden Rückfallgefahr betreffend sexuelle Handlungen mit Kindern im Sinne von <ref-law> verletzt die Vorinstanz kein Bundesrecht, wenn sie eine schwer wiegende Gefährdung der öffentlichen Sicherheit bejaht. Sexueller Missbrauch von Kindern gehört prinzipiell zu den schwer wiegenden Straftaten, sofern die Tathandlungen nicht ausnahmsweise lediglich an der Grenze der Erheblichkeitsschwelle und der blossen Belästigung liegen. Gefährdet ist das hochwertige Rechtsgut der ungestörten sexuellen Entwicklung von Kindern (vgl. Urteil 6B_109/2013 vom 19. Juli 2013 E. 4.3.1).
Vorliegend sind vom Beschwerdeführer mit hoher Wahrscheinlichkeit neuerliche Tathandlungen nach der Art der bisherigen Delinquenz zu erwarten. Mit einer entscheidenden Progredienz der Tatschwere ist nicht zu rechnen. Bei den abgeurteilten Straftaten ging es namentlich um Oral-, aber auch um Analverkehr mit männlichen Kindern und Jugendlichen, die im Tatzeitpunkt 12 bzw. 13 Jahre oder älter waren. Der Beschwerdeführer versuchte seine sexuelle Neigung insbesondere über finanzielle Anreize umzusetzen. Weil die meisten Opfer auf seine Geldangebote nicht eingingen, blieb es mehrheitlich beim Versuch. Mit einem noch nicht ganz 13-jährigen Knaben vollzog der Beschwerdeführer gegen Geldzahlung den Analverkehr, und es kam zur gegenseitigen oralen Befriedigung.
In Anbetracht dessen handelt es sich bei den künftig zu erwartenden sexuellen Handlungsweisen im Sinne von <ref-law> um schwere Straftaten, welche geeignet sind, das geschützte Rechtsgut der sexuellen Entwicklung von potenziellen Opfern erheblich zu beeinträchtigen. Dass der Beschwerdeführer bei seinem Vorgehen keine Nötigungsmittel einsetzte und dies in Zukunft auch nicht konkret zu befürchten ist, mindert die Schwere seiner Taten im Rahmen von <ref-law> nicht, sondern führt lediglich dazu, dass die sexuellen Nötigungstatbestände bei seiner Verurteilung nicht zur Anwendung gelangten (vgl. angefochtener Entscheid, S. 13). Offengelassen werden kann, ob die ebenfalls zu erwartenden Straftaten betreffend Kinderpornographie ausreichend schwer wiegen, um (ebenfalls) von einer erheblichen Gefährdung der öffentlichen Sicherheit auszugehen.
4.4.
4.4.1. Um eine Ausnahmesituation im Hinblick auf die Umwandlung einer ambulanten in eine stationäre Massnahme nach Verbüssen der Strafe im Sinne der bundesgerichtlichen Rechtsprechung bejahen zu können, muss über die schwer wiegende Gefährdung der öffentlichen Sicherheit hinaus feststehen, dass nur eine langfristige stationäre Behandlung die Rückfallgefahr vermindern kann (vorstehend E. 2.5). Damit wird zum Ausdruck gebracht, dass nach dem Scheitern der ambulanten Therapie einzig eine stationäre Massnahme die ungünstige Legalprognose zu verbessern vermag. Jene muss mit andern Worten nach Massgabe einer strikten Verhältnismässigkeitsprüfung im Sinne der Geeignetheit, Erforderlichkeit und Angemessenheit einziges Mittel zum Zweck der angestrebten Gefahrenabwehr sein.
4.4.2. Die Begründung der Umwandlung einer ambulanten in eine stationäre Massnahme ist im Scheitern der ambulanten Therapie zu sehen. Es müssen im Verlauf des Vollzugs neue Tatsachen angeführt werden können, welche eine andere Beurteilung der Erfolgsaussicht der Behandlung nahelegen, als dies ursprünglich im Strafverfahren anzunehmen war (vgl. MARIANNE HEER, Basler Kommentar, Strafrecht, 3. Aufl. 2013, Rz. 19 zu <ref-law>). Die Notwendigkeit neuer Vorkehren hat sich dabei klar aus dem Gutachten des Sachverständigen zu ergeben (<ref-ruling> E. 4.3; <ref-ruling> E. 3.3; HEER, a.a.O., Rz. 17 zu <ref-law>).
4.4.3. Das psychiatrische Ergänzungsgutachten vom 11. Juni 2015 bejaht die Therapiefähigkeit und die Therapiebereitschaft des Beschwerdeführers. Therapeutische Möglichkeiten ergäben sich auf einer kognitiv-verhaltenstherapeutischen Ebene. Von einer stationären Behandlung sei indes wenig mehr als von der vollzugsbegleitenden ambulanten Therapie zu erwarten. Grundsätzlich sei eine langfristige, verantwortlich wahrgenommene Behandlung geeignet, die Legalprognose gerade auch dann zu verbessern, wenn sie ambulant erfolge. Eine stationäre Massnahme biete gegenüber einer ambulanten Behandlung auch bei längerfristiger Dauer keine entscheidenden, therapiebedingten prognostischen Vorteile. Die realen erfolgversprechenden Therapiemöglichkeiten seien ambulanter Art. Eine bloss ambulante Therapie sei heute allerdings nur (noch) auf freiwilliger Basis möglich. Dass der Beschwerdeführer aus eigener Kraft und Motivationskonstanz an einem an sich sinnvollen ambulanten Behandlungsprogramm festhalten könnte, lasse sich nicht mit hinreichender Sicherheit erwarten. Überdies müsste er im gegenwärtigen Zeitpunkt in eine weitgehend unvorbereitete soziale Umgebung austreten, die Etablierung begleitender Hilfen und Kontrollen sei nicht möglich. Aus gutachterlicher Sicht sei daher vorstellbar, im Rahmen einer zeitlich von vornherein klar begrenzten und eher kurz dauernden stationären Massnahme ein tragfähiges ambulantes Behandlungsprogramm zu entwerfen, auf das der Beschwerdeführer verpflichtet werden könnte. Dabei wäre auch eine medikamentöse Behandlung zu prüfen. Gleichzeitig müsste ein verlässliches Konzept für die Arbeits- und Wohnsituation etabliert werden. Die nachträgliche Anordnung einer stationären Massnahme sei insofern zweckmässig, als sie - bei von vornherein zeitlich klar begrenzter Dauer und von einem klaren Behandlungsauftrag begleitet - der Vorbereitung und Organisation einer geeigneten ambulanten Behandlung und eines förderlichen sozialen Umfelds diene. Die Etablierung eines formal verlässlichen, durchsetzbaren und geeigneten Therapiekonzepts und der sie notwendig begleitenden zusätzlichen Unterstützungs- und Kontrollmassnahmen erscheine anders nicht möglich. Eine stationäre Massnahme schaffe mithin die Voraussetzung, dass bei einer bedingten Entlassung jenes notwendige Unterstützungs- und Kontrollsetting etabliert würde, das unter den gegenwärtigen Umständen einzurichten offensichtlich aus rechtlichen Gründen ("infolge strafrechtlicher Bestimmungen") nicht möglich sei (vgl. angefochtener Entscheid, S. 19 f., psychiatrisches Ergänzungsgutachten, S. 151 ff.).
4.4.4. Aus diesen gutachterlichen Ausführungen ergibt sich, dass eine stationäre Behandlung im Vergleich zur ambulanten Therapie grundsätzlich keinen legalprognostischen Mehrwert hat. Der Zweck der im Gutachten skizzierten stationären Behandlung besteht im Wesentlichen darin, ein tragfähiges und durchsetzbares ambulantes Setting zu reinstallieren, auf das der Beschwerdeführer (bei der bedingten Entlassung) erneut verpflichtet werden könnte. Damit dient die empfohlene stationäre Behandlung - bei Lichte besehen - bloss als Vehikel für die Aufgleisung des als grundsätzlich zielführend eingestuften ambulanten Therapieprogramms und die Etablierung entsprechender Kontrollmöglichkeiten. Das zeigt sich auch im Umstand, dass sich aus dem Gutachten die Notwendigkeit neuer Vorkehren nicht klar ergibt. So wird darin - mit Blick auf das zur Aufhebung der ambulanten Massnahme führende Fehlverhalten des Beschwerdeführers (Ausprobieren eines "grenzgängerischen" Verhaltens unter bewusster Täuschung der Vollzugseinrichtung und der Therapeutin bei mangelnder Offenheit, möglicherweise als problematisch erkannte Verhaltensweisen zum Gegenstand therapeutischer Auseinandersetzung zu machen; vgl. angefochtener Entscheid, S. 17; Ergänzungsgutachten, S. 132, 137 f.) - zwar eingeräumt, es fehle an der sicheren Nachweisbarkeit eines Erfolgs der bisher zum Einsatz gekommenen Therapien. Entscheidend ist aber, dass im Gutachten trotz Fehlverhaltens keine andere prognostische Beurteilung der Erfolgsaussicht der ambulanten Behandlung vorgenommen wird. Einer stationären Behandlung wird für die Zeit ihrer Unterbringung ganz vorwiegend nur präventive Wirkung zuerkannt, die eigentlichen Therapiemöglichkeiten sind nach dem Gutachten nach wie vor ambulanter Natur. Davon geht in der Folge auch die Vorinstanz aus, wenn sie gestützt auf das Gutachten erkennt, eine langjährige stationäre Behandlung sei in therapeutischer und prognostischer Hinsicht nicht erfolgversprechender als die abgebrochene ambulante Therapie (angefochtener Entscheid, S. 20).
4.4.5. Ist hievon aber auszugehen, erweist es sich in rechtlicher Hinsicht als unzulässig, wenn die Vorinstanz dessen ungeachtet die Umwandlung der ambulanten Therapie in eine stationäre Behandlung nach vollständiger Strafverbüssung anordnet. Zwar ist ihr darin zu folgen, dass der Dauer einer stationären therapeutischen Massnahme für sich gesehen keine legalprognostische Bedeutung zukommt. Entscheidend ist mithin nicht die Frage, ob nur eine jahrelange stationäre Behandlung die Legalprognose verbessern kann, sondern vielmehr, ob sich durch eine stationäre therapeutische Behandlung über die Dauer von grundsätzlich fünf Jahren (vgl. <ref-law>) die Gefahr weiterer Straftaten verringern lässt. Dass sich der angestrebte Zweck der Gefahrenabwehr allenfalls zeitlich auch in kürzerer Zeit erreichen lässt, steht der Anordnung einer stationären therapeutischen Massnahme keineswegs entgegen. Allerdings muss im Zeitpunkt ihrer Anordnung nach Scheitern der ambulanten Therapie im Sinne einer strikten Verhältnismässigkeitsprüfung feststehen, dass nur sie geeignet, erforderlich und angemessen ist, um weitere Straftaten zu verhüten. Es ist dabei namentlich danach zu fragen, ob die stationäre Massnahme wirklich notwendig ist und ob nicht weniger einschneidende Alternativen einen ausreichenden Schutz vor der Gefährlichkeit des Täters bieten, zumal stationäre Behandlungen kraft des mit ihnen verbundenen Freiheitsentzugs stets geeignet sind, der Gefahr weiterer Straftaten zu begegnen (vgl. GÜNTER STRATENWERTH, Schweizerisches Strafrecht, Allgemeiner Teil II, Strafen und Massnahmen, 2. Aufl. 2006, § 8 Rz. 13).
4.4.6. Besteht der Zweck einer nachträglichen stationären Behandlung von vornherein allein darin, das als sachgerecht eingestufte ambulante Behandlungs- und Kontrollsetting über den Weg der bedingten Entlassung aus der stationären Massnahme zu reinstallieren, kann nicht davon gesprochen werden, die stationäre Behandlung als solche sei im Sinne einer strikten Verhältnismässigkeitsprüfung das einzige Mittel zur Gefahrenabwehr bzw. erweise sich zur Verhütung von weiteren Straftaten als notwendig. Dass der Beschwerdeführer anders nicht auf die Einhaltung eines verbindlichen Therapieprogramms verpflichtet werden kann, weil gestützt auf die bundesgerichtliche Rechtsprechung in der vorliegenden Konstellation kein Raum für die Anordnung einer andern ambulanten Massnahme besteht (<ref-ruling> E. 3.4 mit Hinweisen; Urteil 6B_375/2008 vom 21. Oktober 2008 E. 3.1; vgl. nachstehend aber E. 5) und auch die Möglichkeit der Erteilung von Weisungen für die Dauer der Probezeit ausscheidet (<ref-law>), ändert daran nichts. Die stationäre Behandlung wird mangels Alternativen nicht im Sinne eines "Auffangbeckens" zur notwendigen Massnahme. Wohl steht deren Anordnung durch die Vorinstanz ersichtlich im Bemühen um Schutz potenzieller Opfer vor Straftaten. Ob eine Massnahme angeordnet bzw. eine ambulante Therapie in eine stationäre Behandlung nach Strafverbüssung umgewandelt werden kann und darf, orientiert sich indes nicht nur an der Gefährlichkeit des Verurteilten. Die Massnahmeanordnung muss auch notwendig und verhältnismässig sein. Diese Voraussetzung ist vorliegend nicht gegeben, weil nicht eine stationäre Behandlung als solche erforderlich wäre. Es liegt insofern kein klarer Ausnahmefall vor, welcher eine Umwandlung einer ambulanten Therapie in eine stationäre Massnahme bei Fehlen einer Reststrafe im Sinne der bundesgerichtlichen Rechtsprechung rechtfertigen könnte. Die nachträgliche Anordnung der stationären Massnahme gemäss <ref-law> i.V.m. <ref-law> verletzt demnach Bundesrecht.
5.
5.1. Der rückfallgefährdete Beschwerdeführer ist grundsätzlich massnahmebedürftig und massnahmefähig (vgl. vorstehend E. 4.2). Zu prüfen ist daher, ob auf die in <ref-ruling> E. 3.4 und im Urteil 6B_375/2008 vom 21. Oktober 2008 E. 3.1 begründete Rechtsprechung zurückzukommen ist, so dass vorliegend gegebenenfalls die Anordnung einer anderen ambulanten Massnahme in Betracht fiele.
5.2. Eine Praxisänderung muss sich auf ernsthafte sachliche Gründe stützen können, die - vor allem im Hinblick auf das Gebot der Rechtssicherheit - um so gewichtiger sein müssen, je länger die als falsch oder nicht mehr zeitgemäss erkannte Rechtsanwendung als zutreffend erachtet worden ist. Eine Praxisänderung lässt sich nur begründen, wenn die neue Lösung besserer Erkenntnis des Gesetzeszwecks, veränderten äusseren Verhältnissen oder gewandelten Rechtsanschauungen entspricht. Einen ernsthaften sachlichen Grund für eine Praxisänderung kann unter anderem die genauere oder vollständigere Kenntnis des gesetzgeberischen Willens darstellen (<ref-ruling> E. 5.5.1 mit Hinweisen).
5.3. Das Bundesgericht hat in <ref-ruling> E. 3.4 entschieden, in den Fällen, in denen eine ambulante Massnahme unter Aufschub des Strafvollzugs als aussichtslos aufgehoben worden sei, komme gemäss <ref-law> neben der Anordnung des Vollzugs der aufgeschobenen Strafe allein die Anordnung einer stationären Massnahme in Betracht; für die Anordnung einer anderen ambulanten Massnahme bleibe kein Raum. Dies gilt auch, wenn eine vollzugsbegleitende ambulante Behandlung als aussichtslos aufgehoben wird (Urteil 6B_375/2008 vom 21. Oktober 2008 E. 3.1). Das Bundesgericht hat seine Auffassung nicht näher beziehungsweise allein unter Hinweis auf den Wortlaut von <ref-law> und auf drei Meinungsäusserungen in der Lehre begründet.
5.4. Die in den zitierten Entscheiden vertretene, sich auf den Wortlaut von <ref-law> stützende Auffassung widerspricht dem Grundsatz des Massnahmenrechts, wonach Massnahmen flexibel, einzelfall- und situationsgerecht angeordnet und geändert werden können sollen. Es gilt das Prinzip der Austauschbarkeit. Nach der Rechtsprechung zum früheren Recht war es denn auch möglich, anstelle einer als aussichtslos aufgehobenen ambulanten Massnahme eine andere ambulante Massnahme anzuordnen (<ref-ruling> E. 3b mit Hinweisen; siehe hierzu auch HEER, a.a.O., Art. 63b Rz. 25), was sachgerecht erscheint. Denn der Umstand, dass eine ambulante Therapie nicht die erhoffte Wirkung zeigt und als aussichtslos eingestuft wird, muss keineswegs bedeuten, dass sich eine andere ambulante Therapien ebenfalls als nicht zielführend erweisen wird.
Hinzu kommt Folgendes: <ref-law> betrifft nach seinem Wortlaut ambulante Massnahmen, die unter Aufschub des Strafvollzugs angeordnet worden sind. Wird eine solche Massnahme als aussichtslos aufgehoben (<ref-law>), so kann das Gericht gemäss <ref-law> unter den dort genannten Voraussetzungen eine stationäre Massnahme nach den Artikeln 59-61 anordnen. Nach der ständigen Rechtsprechung des Bundesgerichts, an der festzuhalten ist (siehe E. 2.4 und 2.5 hievor), kann das Gericht in Ausnahmefällen gestützt auf <ref-law> abweichend vom Gesetzeswortlaut eine stationäre Massnahme auch anordnen, wenn eine vollzugsbegleitende ambulante Massnahme als aussichtslos aufgehoben und die Strafe bereits verbüsst worden ist. Dann muss es aber in Ausnahmefällen a maiore minus auch zulässig sein, anstelle der als aussichtslos aufgehobenen ambulanten Massnahme eine andere ambulante Massnahme anzuordnen. Es ist kein sachlicher Grund dafür ersichtlich, dass bei Aufhebung einer ambulanten Massnahme wegen Aussichtslosigkeit - sei es anstelle des Strafvollzugs, sei es nach Verbüssung der Strafe - nur eine stationäre Massnahme, nicht aber, was einen milderen Eingriff darstellt, eine andere ambulante Massnahme angeordnet werden kann.
An der in <ref-ruling> E. 3.4 und in Urteil 6B_375/2008 vom 21. Oktober 2008 E. 3.1 vertretenen Auffassung, wonach nach Aufhebung einer ambulanten Massnahme für eine andere ambulante Massnahme kein Raum besteht, ist aus den genannten Gründen nicht festzuhalten.
5.5. Die Vorinstanz hatte in Anbetracht von <ref-ruling> E. 3.4 keinen Anlass abschliessend zu prüfen, ob im vorliegenden Fall allenfalls eine andere ambulante Massnahme in Betracht kommen könnte. Das Bundesgericht hat diese Frage im vorliegenden Verfahren nicht anstelle der Vorinstanz zu beurteilen. Vielmehr ist die Sache an die Vorinstanz zurückzuweisen, damit diese prüfe, ob die Voraussetzungen hierfür im Einzelnen erfüllt sind und ob eine andere ambulante Massnahme anzuordnen ist.
6.
Die Beschwerde ist gutzuheissen und der vorinstanzliche Beschluss aufzuheben. Die Sache ist zur neuen Entscheidung im Sinne der Erwägungen an die Vorinstanz zurückzuweisen. Auf die Ausführungen in der Beschwerde zu Art. 5 EMRK braucht unter diesen Umständen nicht eingegangen zu werden.
Bei diesem Ausgang des Verfahrens hat der Kanton Zürich den Beschwerdeführer für das bundesgerichtliche Verfahren zu entschädigen (<ref-law>). Die Entschädigung ist praxisgemäss seinem Rechtsvertreter auszurichten. Damit wird das Gesuch um unentgeltliche Rechtspflege gegenstandslos (<ref-ruling> E. 4.1). Es sind keine Kosten zu erheben (<ref-law>).

Demnach erkennt das Bundesgericht:
1.
Die Beschwerde wird gutgeheissen, der angefochtene Beschluss des Obergerichts des Kantons Zürich vom 17. Dezember 2015 wird aufgehoben und die Sache zur neuen Entscheidung im Sinne der Erwägungen an die Vorinstanz zurückgewiesen.
2.
Es werden keine Kosten erhoben.
3.
Der Kanton Zürich hat dem Rechtsvertreter des Beschwerdeführers für das bundesgerichtliche Verfahren eine Entschädigung von Fr. 3'000.-- auszurichten.
4.
Dieses Urteil wird den Parteien und dem Obergericht des Kantons Zürich, III. Strafkammer, schriftlich mitgeteilt.
Lausanne, 28. November 2016
Im Namen der Strafrechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Der Präsident: Denys
Die Gerichtsschreiberin: Arquint Hill