In questo articolo discuteremo dei tipi di tecnologie di rilevamento quantistico, del loro impatto sulla produzione e della direzione in cui si sta dirigendo il campo. Che ci crediate o no, il rilevamento quantistico è un campo della tecnologia che esiste da più di 50 anni ed è ora ampiamente utilizzato nei laser come LIDAR, nella risonanza magnetica (MRI) e nelle celle fotovoltaiche.
Sebbene la società stia già godendo dei vantaggi di queste tecnologie, queste non sono così conosciute come l’informatica quantistica e le comunicazioni quantistiche, ampiamente discusse. Il “vantaggio quantistico” spesso citato si riferisce alla capacità dei computer quantistici di risolvere problemi in periodi di tempo molto brevi, rendendo fattibili problemi precedentemente impraticabili e complessi. Le comunicazioni quantistiche sono spesso discusse nel contesto della sicurezza informatica. Entrambe le aree stanno crescendo rapidamente, ma mancano ancora diversi anni prima che diventino onnipresenti.
Gli approcci principali al rilevamento quantistico sono la fotonica e i sistemi a stato solido. La fotonica si occupa della manipolazione della luce in vari modi, mentre i sistemi a stato solido si occupano di sensori che si trovano in uno stato quantistico noto che cambia a seguito dell'interazione con uno stimolo (ciò che si desidera misurare). All’interno di questi approcci, le tecnologie di rilevamento quantistico rientrano in cinque diverse categorie e hanno punti di forza complementari.
(1) Imaging quantistico- l'uso di lidar/radar quantistici per rilevare oggetti in movimento o nascosti, il cui ambito di applicazione più noto è la difesa nazionale.
(2) Sensori elettromagnetici quantistici- Questi sensori misurano i campi elettromagnetici dinamici utilizzando centri vacanti di azoto, vapori atomici e circuiti superconduttori. Sono utilizzati anche in applicazioni di difesa, ma sono utilizzati anche in ambito sanitario, come la risonanza magnetica.
(3) Gravimetri& Gradiometri- Misurano rispettivamente l'intensità e la variazione del campo gravitazionale. Le attuali applicazioni riguardano fenomeni geofisici nel sottosuolo e vengono utilizzate principalmente nel settore energetico per la ricerca di giacimenti.
(4) Termometri& Barometri (MrassicuranteTtemperatura& AatmosfericoPrassicurare,Rrispettivamente)- questi strumenti specializzati sono molto più sensibili di quelli normalmente utilizzati e raggiungono una maggiore precisione in applicazioni critiche come sottomarini o aerei attraverso l'uso di nuvole di atomi freddi e dispositivi di interfaccia quantistica superconduttiva.
(5) SpecificoSsensingAapplicazioniWithQuantumCcalcolo oCcomunicazioni oA Ccombinazione diBaltro- queste applicazioni devono essere ulteriormente sviluppate man mano che le tecnologie di comunicazione e calcolo quantistico maturano.
Inizialmente, la tecnologia di rilevamento quantistico veniva utilizzata nei prodotti che vediamo comunemente oggi, come le fotocamere digitali. La prossima generazione di tecnologia di rilevamento quantistico che sarà disponibile in commercio porterà vantaggi ai produttori in diversi modi: fornendo una sensibilità estremamente elevata nelle misurazioni in cui sono richieste precisione e accuratezza, e grazie alla regolare comparsa di nuovi casi d’uso nei settori aerospaziale, biomedico, chimico. , automobilistico e delle telecomunicazioni. Ciò è possibile perché questi sensori utilizzano le proprietà quantistiche dei sistemi per misurare piccoli cambiamenti e caratteristiche fisiche in tali sistemi.
La prossima generazione di tecnologia di rilevamento quantistico è progettata per essere più piccola, più leggera e più economica rispetto al suo predecessore e offre una risoluzione di misurazione incredibilmente elevata rispetto alle tecnologie di rilevamento tradizionali. I primi casi d'uso includono misurazioni di controllo qualità su prodotti di alta qualità identificando piccoli difetti, misurazioni rigorose su prodotti di precisione e test non distruttivi misurando ciò che è nascosto sotto la superficie.
Gli attuali ostacoli all’adozione delle tecnologie di rilevamento quantistico di prossima generazione includono costi e tempi di sviluppo, che potrebbero ritardare l’adozione in tutto il settore. Altre sfide includono l’integrazione di nuovi sensori con i quadri di dati esistenti e la standardizzazione all’interno del settore, questioni che rispecchiano molte delle sfide legate all’adozione e all’assimilazione delle tecnologie emergenti. I settori meno sensibili al prezzo e che ne trarranno maggiori benefici prenderanno l’iniziativa. Una volta che le industrie della difesa, delle biotecnologie e dell’automotive avranno dimostrato applicazioni e casi aziendali per queste tecnologie sensibili, emergeranno ulteriori casi d’uso man mano che la tecnologia si evolve e si espande. I metodi e le tecniche per misurare a risoluzioni più elevate diventeranno ancora più importanti man mano che l’industria manifatturiera adotta nuove tecnologie per migliorare la precisione e la flessibilità senza sacrificare la qualità o la produttività.
È importante concentrarsi sui vantaggi che possono essere ottenuti combinando altre tecnologie leader con il rilevamento quantistico, come le reti wireless. Ne trarranno beneficio anche i settori legati al manifatturiero, come l’edilizia e l’estrazione mineraria. Se la tecnologia riuscisse a sviluppare questi sensori in modo che siano abbastanza piccoli ed economici, potrebbero potenzialmente farsi strada anche nel tuo smartphone.
Orario di pubblicazione: 30 gennaio 2024