En aquest article, parlarem dels tipus de tecnologies de detecció quàntica, el seu impacte en la fabricació i cap a on es dirigeix aquest camp. Ho creguis o no, la detecció quàntica és un camp tecnològic que existeix des de fa més de 50 anys i que ara s'utilitza àmpliament en làsers com ara LIDAR, ressonància magnètica (RM) i cèl·lules fotovoltaiques.
Tot i que la societat ja gaudeix dels beneficis d'aquestes tecnologies, no són tan conegudes com la computació quàntica i les comunicacions quàntiques, tan àmpliament debatudes. L'"avantatge quàntic" sovint citat fa referència a la capacitat dels ordinadors quàntics de resoldre problemes en períodes de temps molt curts, fent factibles problemes anteriorment impràctics i complexos. Les comunicacions quàntiques sovint es discuteixen en el context de la ciberseguretat. Ambdues àrees estan creixent ràpidament, però encara falten diversos anys per convertir-se en omnipresents.
Els principals enfocaments de la detecció quàntica són la fotònica i els sistemes d'estat sòlid. La fotònica tracta de la manipulació de la llum de diverses maneres, mentre que els sistemes d'estat sòlid tracten amb sensors que es troben en un estat quàntic conegut que canvia com a resultat de la interacció amb un estímul (el que es vol mesurar). Dins d'aquests enfocaments, les tecnologies de detecció quàntica es divideixen en cinc categories diferents i tenen punts forts complementaris.
(1) Imatges quàntiques- l'ús del lidar/radar quàntic per detectar objectes en moviment o ocults, sent l'àrea d'aplicació més coneguda la defensa nacional.
(2) Sensors electromagnètics quàntics- Aquests sensors mesuren camps electromagnètics dinàmics utilitzant centres de vacances de nitrogen, vapors atòmics i circuits superconductors. També s'utilitzen en aplicacions de defensa, però també s'utilitzen en l'atenció mèdica, com ara les ressonàncies magnètiques.
(3) Gravímetresi Gradiòmetres- Mesuren la força i la variació del camp gravitatori, respectivament. Les aplicacions actuals inclouen fenòmens geofísics al subsòl i s'utilitzen principalment en el sector energètic per trobar reservoris.
(4) Termòmetresi Baròmetres (MmesurantTtemperaturai AatmosfèricPpressió,Rrespectivament)- aquestes eines especialitzades són molt més sensibles que les que s'utilitzen normalment i aconsegueixen una major precisió en aplicacions crítiques com ara submarins o avions mitjançant l'ús de núvols d'àtoms freds i dispositius d'interfície quàntica superconductors.
(5) EspecíficSensantAaplicacionsWambQuantumCinformàtica oCcomunicacions oA Ccombinació deBaltres- aquestes aplicacions s'han de desenvolupar més a mesura que maduren les tecnologies de la computació quàntica i les comunicacions.
Inicialment, la tecnologia de detecció quàntica s'utilitzava en productes que veiem habitualment avui dia, com ara les càmeres digitals. La propera generació de tecnologia de detecció quàntica que estigui disponible comercialment beneficiarà els fabricants de diverses maneres: proporcionant una sensibilitat extremadament alta en mesures on es requereix precisió i exactitud, i per l'aparició regular de nous casos d'ús en les indústries aeroespacial, biomèdica, química, automobilística i de telecomunicacions. Això és possible perquè aquests sensors utilitzen les propietats quàntiques dels sistemes per mesurar petits canvis físics i característiques en aquests sistemes.
La propera generació de tecnologia de detecció quàntica està dissenyada per ser més petita, més lleugera i més rendible que la seva predecessora, i ofereix una resolució de mesura increïblement alta en comparació amb les tecnologies de detecció tradicionals. Els primers casos d'ús inclouen mesures de control de qualitat en productes d'alta qualitat mitjançant la identificació de defectes minúsculs, mesures rigoroses en productes de precisió i proves no destructives mitjançant la mesura del que s'amaga sota la superfície.
Els obstacles actuals per a l'adopció de tecnologies de detecció quàntica de nova generació inclouen els costos i el temps de desenvolupament, cosa que podria retardar l'adopció a tota la indústria. Altres reptes inclouen la integració de nous sensors amb els marcs de dades existents i l'estandardització dins de la indústria, qüestions que reflecteixen molts dels reptes d'adoptar i assimilar tecnologies emergents. Les indústries menys sensibles als preus i que més se'n beneficiaran prendran la iniciativa. Un cop les indústries de defensa, biotecnologia i automoció hagin demostrat aplicacions i casos de negoci per a aquestes tecnologies sensibles, sorgiran casos d'ús addicionals a mesura que la tecnologia evolucioni i s'escali. Els mètodes i les tècniques per mesurar a resolucions més altes esdevindran encara més importants a mesura que la indústria manufacturera adopti noves tecnologies per millorar la precisió i la flexibilitat sense sacrificar la qualitat ni la productivitat.
És important centrar-se en els beneficis que es poden obtenir combinant altres tecnologies capdavanteres amb la detecció quàntica, com ara les xarxes sense fil. Les indústries relacionades amb la fabricació, com la construcció i la mineria, també se'n beneficiaran. Si la tecnologia pot fer que aquests sensors siguin prou petits i barats, també podrien arribar al vostre telèfon intel·ligent.
Data de publicació: 30 de gener de 2024