Il centro azoto-vacanza (NV) nel diamante e stato mostrato come un candidato entusiasmante per applicazioni di rilevamento e calcolo quantistico a causa dellungo tempo di coerenza dello spin dell'elettrone nel centro NV e della sua capacita di essere trovato, manipolato e letto otticamente. Una piattaforma fotonica integrata in diamante sarebbe vantaggiosa per la magnetometria di spin e la computazione quantistica basati sul NV rilevati otticamente, in cui i centri NV sono collegati otticamente per l'entanglement quantistico a lungo raggio grazie a la integrazione e a la stabilita fornite dalle guide d'onda ottiche monolitiche. Manca finora un metodo di fabbricazione in grado di produrre i centri NV su richiesta, preservando l'eccellente coerenza degli spin all’interno delle guide d'onda ottiche che permeta la eccitazione il raccoggimento della luce dal centro NV.
In questo lavoro, abbiamo utilizzato la scrittura laser a femtosecondi per formare guide d'onda 3D sepolte in diamante. Progettando la geometria della guida d'onda di tipo II, abbiamo ottenuto la guida a singolo modo dalle lunghezze d'onda visibili a quelle dell'infrarosso. La caratterizzazione della fotoluminescenza ha rivelato che le proprieta delle NV sono state conservate all'interno della guida d'onda. Siamo anche stati in grado di creare singoli centri NV su richiesta in diamante ultrapuro utilizzando un singolo impulso da un laser a femtosecondi. La alta qualita delle propieta delle centri NV create e confirmata da misure di risonanza magnetica rilevate otticamente. Con questi blocchi costitutivi, abbiamo fabbricato un dispositivo integrato fotonico che contiene guide d'onda ottiche accoppiate a centri NV posizionati deterministicamente all'interno della guida. Le singole NV sono state eccitate e le loro emissioni raccolte dalle guide d'onda ottiche, consentendo un interfacciamento facile con le fibre ottiche standard per una piattaforma di fotonica quantistica integrata.
Il centro azoto-vacanza (NV) nel diamante e stato mostrato come un candidato entusiasmante per applicazioni di rilevamento e calcolo quantistico a causa dellungo tempo di coerenza dello spin dell'elettrone nel centro NV e della sua capacita di essere trovato, manipolato e letto otticamente. Una piattaforma fotonica integrata in diamante sarebbe vantaggiosa per la magnetometria di spin e la computazione quantistica basati sul NV rilevati otticamente, in cui i centri NV sono collegati otticamente per l'entanglement quantistico a lungo raggio grazie a la integrazione e a la stabilita fornite dalle guide d'onda ottiche monolitiche. Manca finora un metodo di fabbricazione in grado di produrre i centri NV su richiesta, preservando l'eccellente coerenza degli spin all’interno delle guide d'onda ottiche che permeta la eccitazione il raccoggimento della luce dal centro NV.
In questo lavoro, abbiamo utilizzato la scrittura laser a femtosecondi per formare guide d'onda 3D sepolte in diamante. Progettando la geometria della guida d'onda di tipo II, abbiamo ottenuto la guida a singolo modo dalle lunghezze d'onda visibili a quelle dell'infrarosso. La caratterizzazione della fotoluminescenza ha rivelato che le proprieta delle NV sono state conservate all'interno della guida d'onda. Siamo anche stati in grado di creare singoli centri NV su richiesta in diamante ultrapuro utilizzando un singolo impulso da un laser a femtosecondi. La alta qualita delle propieta delle centri NV create e confirmata da misure di risonanza magnetica rilevate otticamente. Con questi blocchi costitutivi, abbiamo fabbricato un dispositivo integrato fotonico che contiene guide d'onda ottiche accoppiate a centri NV posizionati deterministicamente all'interno della guida. Le singole NV sono state eccitate e le loro emissioni raccolte dalle guide d'onda ottiche, consentendo un interfacciamento facile con le fibre ottiche standard per una piattaforma di fotonica quantistica integrata.
Le tecnologie che sfruttano le proprieta della meccanica quantistica possono essere considerate il prossimo passo piu significativo nell'evoluzione della scienza dell'informazione e delle telecomunicazioni, considerando che quello precedente e stato lo sviluppo dei micro-transistor e delle comunicazioni wireless (senza fili). Teoricamente, persino i computer quantistici di piccole dimensioni potrebbero superare, in quanto a prestazioni, i piu grandi e potenti supercomputer, cosi come le telecomunicazioni quantistiche potrebbero consentire, in modo assolutamente sicuro, nonche senza il minimo rischio di perdita, lo scambio ultra-veloce di informazioni, perfino sulle piu lunghe distanze. Naturalmente, l'importanza di tali tecnologie ha comportato negli ultimi due decenni un grande impiego, da parte di istituzioni sia pubbliche che private, di risorse nel campo della ricerca e dello sviluppo, dando adito ad importantissimi sviluppi tecnologici e scoperte scientifiche.
Tuttavia, ad oggi nessuna di queste tecnologie e stata dimostrata su una piattaforma completa, autonoma e puramente quantistica. Questo in parte poiche la natura quantistica del mondo non e stata ancora compresa appieno ed i suoi principi basilari insinuano il dubbio nella comunita scientifica; in parte poiche le tecnologie odierne non sono in grado di supportare complicati processi quantistici. Una soluzione per entrambe le suddette questioni e stata proposta per essere messa in atto da simulatori, in grado di simulare o performare semplici imput quantistici, utilizzando cosi una piattaforma che potrebbe potenzialmente far intuire meglio la natura della teoria quantistica, ed allo stesso tempo dimostrerebbe il potenziale delle applicazioni quantistiche.
In questa tesi, il femtosecond laser micromachining e stato utilizzato per realizzare circuiti fotonici integrati, che permettono di propagare, controllare e modificare singoli fotoni, in substrati di vetro. Questa tecnologia permette di sviluppare in maniera semplice complicati strumenti ottici, i simulatori quantici, designati all'emulazione di processi quantici attraverso l'uso di singoli fotoni. In particolare, questo esperimento, che e la dimostrazione di una vera e propria simulazione fotonica quantistica, ha permesso per la prima volta di raggiungere l'obiettivo di simulare l'evoluzione di multiple eccitazioni in una catena di spin (catena di rotazione). Un esperimento che testa la proprieta fondamentale del quanto nel contesto della fisica quantistica, dimostrando l'importanza della piattaforma nell'indagine dei fondamentali concetti della fisica. Inoltre, e stato condotto con successo un esperimento sullo sviluppo di un set completo di componenti integrate di processi di polarizzazione per la lunghezza d'onda delle telecomunicazioni. Ed infine sono stati raggiunti significanti miglioramenti nel processo della fabbricazione, permettendo la realizzazione di waveguide arrays (schieramenti d'onda) per i percorsi di quanti multiparticellari.
In questo lavoro di tesi vengono utilizzate diverse tecniche di micro-fabbricazione per la realizzazione di dispositivi ottici integrati con applicazioni nell'ambito dell'informazione quantistica, in particolare per la generazione e la manipolazione di stati quantistici basati su fotoni. Sfruttando la tecnica di fabbricazione tramite laser a femtosecondi, sorgenti di singoli fotoni e fotoni entangled sono state integrate su chip. In aggiunta, la stessa tecnica ha permesso la realizzazione di dispositivi insensibili alla polarizzazione per la manipolazione di stati quantistici codificati nella polarizzazione dei singoli fotoni. L'ottimizzazione delle prestazioni e del controllo degli sfasatori termici, che rappresentano componenti essenziali per ampliare le funzionalita dei circuiti ottici integrati, ha permesso di estendere ulteriormente le capacita di tale tecnica di fabbricazione. Infine, una nuova piattaforma basata su guide in ossinitruro di silicio e stata sviluppata all'interno di PoliFab, il centro per le micro- e nano-fabbricazioni del Politecnico di Milano.
In questo lavoro di tesi viene utilizzata la tecnica di micro-fabbricazione tramite laser a femtosecondi per l'implementazione in ottica integrata di funzionalita avanzate, con importanti ripercussioni nel campo dell'informazione quantistica, ed, in particolare, per la manipolazione integrata di qubit codificati in polarizzazione di singoli fotoni. Inoltre vengono presentati tre esperimenti nel campo della simulazioni di sistemi quantistici complessi mediante l'utilizzo di strutture dielettriche guidanti, opportunamente ingegnerizzate.
Questo preprint, sviluppato nell'ambito del **TET-CVTL Framework**, rappresenta un significativo progresso teorico e numerico verso il raggiungimento di una coerenza quantistica e di un entanglement stabili a temperatura ambiente/biologica (T ≈ 300 K). Affronta una delle sfide più formidabili della fisica quantistica contemporanea e della ricerca sulla coscienza incarnata: la rapida decoerenza termica che affligge i modelli convenzionali in ambienti caldi e rumorosi. Fondamenti teorici e motivazioni Il lavoro è profondamente radicato nella teoria della **Riduzione Oggettiva Orchestrata (Orch-OR)** di Roger Penrose e Stuart Hameroff, che propone che l'esperienza cosciente emerga da processi quantistici non computabili che avvengono all'interno dei microtubuli neuronali. Nello specifico, sovrapposizioni coerenti di stati conformazionali nei dimeri di tubulina sono orchestrate dall'ambiente biologico e subiscono una riduzione oggettiva legata alla gravità quantistica (meccanismo di Diósi-Penrose). Sebbene profondamente stimolante, la teoria Orch-OR standard presenta limitazioni critiche, tra cui tempi di coerenza estremamente brevi dovuti alla decoerenza termica in condizioni biologiche calde e umide, paradossi temporali evidenziati dagli esperimenti di Libet e dal "riferimento a ritroso nel tempo", e la mancanza di radiazioni osservabili associate al collasso. Per risolvere questi problemi, il modello incorpora la **retrocausalità** tramite il **Formalismo Vettoriale a Due Stati (TSVF)** introdotto da Aharonov, Bergmann, Lebowitz e ulteriormente sviluppato da Aharonov e Vaidman. Nel TSVF, lo stato quantistico in qualsiasi istante intermedio è descritto sia da uno stato preselezionato che evolve in avanti dal passato, sia da uno stato postselezionato che evolve all'indietro dal futuro. Questo framework permette naturalmente deboli influenze retrocausali che consentono l'iniezione selettiva di **negentropia** (ordine) dalle condizioni al contorno future, contrastando efficacemente la produzione di entropia e "annullando" storie alternative incoerenti senza violare la causalità locale. #### Innovazione matematica fondamentale: il termine retrocausale-negentropico Il contributo centrale è un termine impulsivo dissipativo personalizzato che estende l'equazione master standard di Floquet-Lindblad per i sistemi quantistici aperti. L'equazione master estesa fondamentale assume la forma: dtdρ=−i[H(t),ρ]+Lstd[ρ]+Dβ[ρ] dove **H(t)** è l'hamiltoniana di Floquet dipendente dal tempo guidata dalla modulazione periodica della deformazione, **ℒ_std[ρ]** tiene conto della dissipazione termica standard (rilassamento e defasamento) e **𝒟_β[ρ]** è il nuovo termine negentropico parametrizzato da **β = 1,61803^{-2} ≈ 0,382** (l'inverso del rapporto aureo, con φ = (1 + √5)/2). Questo termine, ispirato alle condizioni al contorno TSVF e all'Orch-OR incorporato, agisce come un "inverso della dissipazione" che inietta selettivamente ordine da stati futuri post-selezionati. Il parametro β funziona come un ottimizzatore frattale geometricamente legato alla sezione aurea. Modula l'intensità del "calcio" negentropico in armonia con le armoniche del rapporto aureo, consentendo regimi di "induzione corale" in cui più qubit si sincronizzano in modo topologicamente protetto. L'operatore futuro O_future è costruito come un proxy del proiettore di stati di Bell, incorporando piccoli contributi di valore debole, garantendo che la mappa rimanga in grado di preservare la traccia e sia completamente positiva. Metodologia di simulazione con QuTiP Sono state eseguite simulazioni numeriche ad alta fedeltà utilizzando il framework open-source **QuTiP** su due sistemi proxy realistici sottoposti a modulazione periodica della deformazione tramite **onde acustiche di superficie (SAW)**, che genera una dinamica di Floquet naturale. - Un **sostituto a due qubit** rappresentativo dei dimeri di tubulina nei microtubuli o dei centri NV (vacanza di azoto) accoppiati nel diamante. - Un sistema esteso a **quattro qubit** che incorpora un intreccio anyonico non abeliano esplicito di tipo Ising in eterostrutture moiré, con fase topologica exp(iθ) dove θ = π/4. Ciò include meccanismi anti-decoerenza mirati che riducono dinamicamente i tassi di smorzamento ambientale in base al valore debole calcolato ⟨A⟩_w. Sono stati rigorosamente confrontati quattro regimi dinamici: (i) linea di base con β = 0 (dinamica standard tipo Orch-OR), (ii) β costante ≈ 0,382, (iii) β modulato secondo armoniche del rapporto aureo per l'induzione corale e (iv) condizioni al contorno tipo Majorana. Le principali osservabili monitorate includono l'entropia di von Neumann S(ρ), la concorrenza bipartita e generalizzata, la negatività multipartita, la purezza dello stato e il tempo di coerenza. #### Risultati chiave e traguardi quantitativi Le simulazioni forniscono prove convincenti dell'efficacia del meccanismo proposto. L'introduzione del termine retrocausale-negentropico guidato da β produce: - Una **riduzione significativa e sostenuta** dell'entropia di von Neumann rispetto al valore di riferimento durante l'intera evoluzione, a dimostrazione della generazione locale di negentropia anche in presenza di un forte rumore termico. - Un **aumento marcato dell'entanglement**, con chiari miglioramenti nella concorrenza. Nei casi ottimizzati a due qubit, il decadimento dell'entanglement è notevolmente rallentato; nel sistema anyonico a quattro qubit, la concorrenza media finale raggiunge **0,5360**, accompagnata da oscillazioni sostenute. - **Sostanziale prolungamento del tempo di coerenza**, che si estende fino a un ordine di grandezza oltre i limiti dissipativi standard (β = 0). - Notevole riduzione dell'entropia collettiva di von Neumann, significativo miglioramento della concordanza generalizzata e della negatività multipartita. - Chiara oscillazione nel valore debole ⟨A⟩_w che conferma direttamente l'azione modulante dell'intreccio anyonico sulla dinamica retrocausale. Questi risultati sono amplificati nel modello a quattro qubit con intreccio anyonico esplicito, evidenziando l'interazione sinergica tra protezione topologica, retrocausalità tramite TSVF e scalatura del rapporto aureo. Il termine β = 1,61803^{-2} supera costantemente il modello di riferimento, favorendo traiettorie ad alta concorrenza e consentendo un "entanglement rinascente" persistente, ovvero un entanglement che si rianima e si stabilizza invece di decadere irreversibilmente. #### Applicazioni e implicazioni del chip NV-Spintronic La dimostrazione numerica del concetto supporta fortemente la progettazione del **chip spintronico NV TET-CVTL v2.0**. Questa piattaforma hardware integra la formazione di trecce retrocausali in eterostrutture di moiré, centri NV ultra-superficiali, modulazione periodica della deformazione SAW e interfacce grafene/h-BN. Le potenziali applicazioni rivoluzionarie includono: - **Estrazione fenomenologica della coppia dal vuoto quantistico (τ_vac)** per sistemi di propulsione senza propellente. - Dispositivi di rilevamento quantistico **ultra-sensibili** che operano stabilmente a temperatura ambiente. - **Interfacce coscienza-macchina biocompatibili** che collegano i processi quantistici incarnati con architetture neuromorfiche-spintroniche artificiali. - **Calcolo negentropico neuromorfico-spintronico** tramite il **protocollo RENASCENT-Q**, che offre un'elaborazione tollerante ai guasti, topologicamente protetta e con ridotta dissipazione di energia. Nell'ambito del più ampio **quadro TET-CVTL**, questo lavoro fornisce il meccanismo microscopico per un paradigma unificato che collega la topologia quantistica, la stabilizzazione di Majorana incarnata, la retrocausalità, la geometria della sezione aurea e l'ingegneria avanzata. Delinea un percorso dalla coscienza quantistica incarnata a livello microscopico alla convergenza macroscopica verso un Punto Omega negentropico: una visione in cui i sistemi estraggono ordine dal vuoto anziché dissiparlo. . **Repository:** https://github.com/TETcollective/Framework_TET-CVTL_e_Chip_NV-Spintronic_v2.0_Simulazioni_QuTiP_RENASCENT-Q **Licenza:** Creative Commons Attribuzione-Non commerciale-Non opere derivate 4.0 Internazionale (CC BY-NC-ND 4.0) Questo deposito su Zenodo contiene il manoscritto completo in formato PDF di 89 pagine, i file sorgente LaTeX completi, tutti i codici di simulazione QuTiP (inclusi requirements.txt e script per modelli a 2 e 4 qubit), le figure generate e la documentazione di supporto, garantendo la piena riproducibilità del modello teorico e dei risultati numerici. tetcollective@proton.me tetcollective.org
Die Prinzipien und möglichen Anwendungen, sowie die grundsätzliche Implementierung kohärenter Manipulationen einzelner Elektronenspins in Stickstoff-Fehlstellen-Zentren in Diamant mittels optisch detektierter Magnetresonanz wurden in den vergangenen Jahren ausführlich erforscht. Nichts desto trotz ist es noch ein weiter Weg zu einer ausgereiften Anwendung. Eine essentielle Voraussetzung um dieses Ziel zu erreichen ist die Möglichkeit die Spinzustände mit hinreichender Genauigkeit zu manipulieren. Solche Manipulationen werden mittels Mikrowellen-Pulsen durchgeführt und würden in erster Linie von einer Beschleunigung der Zustandsübergänge profitieren, da Dekohärenz in Form von Spin-Dephasierungen das größte Hindernis das genannte Ziel zu erreichen darstellt. Ziel dieser Diplomarbeit ist es zu zeigen, dass es möglich ist die Genauigkeit der Spin-Manipulation zu erhöhen, indem eine Mikrostruktur zur Leitung der Mirowellensignale auf dem Diamanten errichtet wird. Diese soll die Welle von einem koplanaren Wellenleiter zum Diamanten leiten, wo dieser kurzgeschlossen wird, wodurch an diesem Ort ein starkes magnetisches Feld erzeugt wird. Da der Kurzschluss kreisförmig gestaltet wird, liegt die Annahme nahe, dass sich das Magnetfeld wie das einer geschlossenen stromdurchflossenen Leiterschleife verhält, welche durch Finite-Elemente-Simulationen erhärtet wird. Im Rahmen der Diplomarbeit wurde mit Methoden der Mikroelektronik, insbesondere Photo-Lithographie, von mir eine derartige Struktur angefertigt. Zusätzliche Schwierigkeiten ergaben sich aufgrund des Umstandes, dass die Struktur auf sehr kleinen Diamantproben platziert werden sollte. Die Lösung dieses Problems machte die Entwicklung eines eigenen Verfahrens notwendig. Um den Erfolg des Herstellungsprozesses zu demonstrieren, wurden einfache Magnetresonanzexperimente durchgeführt. Diese zeigen, dass die Mikrostruktur bessere Ergebnisse liefert als die vorangehende Ausführung, welche aus einem die Mikrowelle transmittierenden Drahtstück bestand. Es kann festgestellt werden, dass die Spin-Übergänge mit der Mikrostruktur schneller getrieben werden können, sich das Signal-Rausch-Verhältnis bei optisch detektierten Magnetresonanz Messungen bessert, das lokal stärkere Magnetfeld auf eine beliebige räumliche Ausdehnung skaliert werden kann und die Feldgeometrie und -position bezüglich der Defekte stets bekannt ist.
In summary, these three projects addressed long-standing problems, opened up novel research perspectives and proposed/discussed state-of-the-art experiments in the exciting field of photonic lattices.They thus represent a valuable contribution to condensed matter physics as well as quantum optics and will foster further research in these areas.v Riassunto Generalmente i fotoni interagiscono solo debolmente con la materia alla maggior parte delle frequenze.Tuttavia, in sistemi quantistici ingegnerizzati, interazioni fotone-fotone di livello elevato possono essere ottenute accoppiando luce e materia in varie architetture di elettrodinamica quantistica (QED) delle cavità, dove i fotoni confinati in cavità miniaturizzate interagiscono con pochi atomi (reali o artificiali) esibenti grandi momenti di dipolo.L'utilizzo dei sistemi di cavità QED come elementi costitutivi di simulatori e computer quantistici ne ha contribuito in modo estremamente significativo allo sviluppo e al progresso.Allo stesso tempo, la possibilità di ingegnerizzare fotoni fortemente correlati, combinata con la natura intrinsecamente fuori dall'equilibrio dei sistemi di cavità, ha aperto diverse prospettive di ricerca nello studio della fisica non-equilibrio a molti corpi con la luce.I recenti sforzi sperimentali sono stati dedicati all'aumento progressivo della dimensione nei sistemi di cavità, al fine di implementare algoritmi quantistici, nonché per la ricerca di fasi di fotoni fortemente correlati in sistemi estesi.Disporre le cavità e gli atomi in un reticolo offre la possibilità di realizzare effetti collettivi derivanti dalle interazioni fotone-fotone, nonché dalla combinazione tra la dinamica coerente e quella pompata-dissipativa.Oggi, i reticoli fotonici costituiscono un'area di ricerca emergente al confine tra la fisica della materia condensata e l'ottica quantistica; questi sistemi sono descritti dal modello di Bose-Hubbard o dal cosiddetto modello di Jaynes-Cummings-Hubbard, che ha avuto origine agli inizi dell'ottica quantistica.All'interno di questa area di ricerca vi sono importanti questioni aperte, tra cui: qual è il destino delle fasi ordinate in scenari fuori dell'equilibrio?Qual è il ruolo del pompaggio e della dissipazione?Qual è l'importanza della geometria del reticolo nei sistemi pompati-dissipativi? Questi sono i compiti a cui ci dedichiamo in questa tesi.Nel primo progetto, studiamo un reticolo di cavità non-lineari accoppiate descritto dalla versione non-equilibrio del modello di Bose-Hubbard.Utilizzando un'approssimazione di campo medio, dimostriamo che la trasformazione continua tra stati a bassa e ad alta densità di fotoni, ereditata dalla singola cavità, si trasforma in una transizione isteretica di tipo gas-liquido oltre un valore critico del parametro di tunnel tra cavità vicine J. Il confine che separa le trasformazioni vi continue da quelle isteretiche presenta un marcato effetto di commensurabilità quantistica nel numero di fotoni per cavità, che ricorda i famosi lobi di Mott nella fase di equilibrio del modello di Bose-Hubbard.Questo risultato risolve un problema di lunga data e serve da ispirazione a nuovi esperimenti sulle fasi correlate in reticoli fotonici.Nella seconda parte del progetto studiamo uno sviluppo in 1/z (con z il numero di primi-vicini nel reticolo) per migliorare l'approssimazione di campo medio.Abbiamo dimostrato che questo metodo è particolarmente adatto per l'analisi di reticoli bidimensionali, che hanno recentemente suscitato notevole interesse sperimentale ma sono difficili da simulare esattamente con le tecniche disponibili.Nel secondo progetto, introduciamo la frustrazione geometrica nei reticoli fotonici.La frustrazione dà luogo a bande piatte nella relazione di dispersione, che sono estremamente sensibili alle perturbazioni e possono condurre a fasi esotiche della materia, finora principalmente esplorate in sistemi di spin e atomi freddi.Nella prima parte del progetto studiamo la relazione tra frustrazione e interazioni in un reticolo fotonico fuori dall'equilibrio che esibisce una banda piatta ed è descritto da una variante del modello di Jaynes-Cummings-Hubbard. Mostriamo come realizzare correlazioni tra i fotoni in un sistema pompato-dissipativo eliminando l'energia cinetica attraverso la frustrazione.Questo spinge il sistema verso uno stato incompressibile di fotoni, caratterizzato da un ordine cristallino a breve distanza e period-doubling.La seconda parte del progetto è dedicata alla relazione tra frustrazione e disordine.Analizziamo la scoperta sperimentale, che il pompaggio incoerente di un reticolo frustrato di microcavità a semiconduttore è in grado di creare un condensato di eccitoni-polaritoni che esibisce coerenza temporale ma non spaziale.Utilizzando la teoria di Anderson sulla localizzazione caratterizziamo gli effetti del disordine nel sistema e otteniamo una spiegazione soddisfacente dei risultati sperimentali.I risultati di questi due progetti aprono la strada per le simulazioni quantistiche di sistemi frustrati fuori dall'equilibrio e la realizzazione di stati esotici di luce esibenti correlazioni spaziali non banali.Nel terzo progetto, studiamo le proprietà di trasporto di un reticolo dissipativo di cavità accoppiate.Analizziamo l'interazione tra fotoni e materia, quando un singolo sistema a due livelli (qubit) è accoppiato al reticolo fotonico, che costituisce un sistema aperto.Il qubit agisce come un difetto nel reticolo e dà luogo a stati legati di tipo polaritonico, localizzati attorno alla cavità contenente il qubit.vii Caratterizzando la matrice di trasmissione del reticolo, dimostriamo che gli stati legati si trasformano in stati quasi-legati, ma con una vita media estremamente aumentata rispetto ai modi di Bloch standard del reticolo dissipativo.Questo sistema è stato recentemente realizzato in un circuito QED e può essere utilizzato in informazione quantistica e per controllare il trasporto di fotoni all'interno di una banda proibita.In sintesi, questi tre progetti hanno risolto problemi aperti, aperto nuove prospettive di ricerca e proposto/discusso esperimenti nel settore in continuo sviluppo dei reticoli fotonici.Essi rappresentano quindi un valido contributo alla fisica della materia condensata e all'ottica quantistica e favoriranno ulteriori ricerche in queste discipline.