In questo articolo, discuteremo le diverse tipologie di tecnologie di rilevamento quantistico, il loro impatto sulla produzione e la direzione futura del settore. Che ci crediate o no, il rilevamento quantistico è un campo tecnologico che esiste da oltre 50 anni ed è ora ampiamente utilizzato in laser come il LIDAR, la risonanza magnetica per immagini (MRI) e le celle fotovoltaiche.
Sebbene la società stia già beneficiando dei vantaggi di queste tecnologie, queste non sono note quanto i tanto discussi computer quantistici e le comunicazioni quantistiche. Il "vantaggio quantistico", spesso citato, si riferisce alla capacità dei computer quantistici di risolvere problemi in tempi molto brevi, rendendo fattibili problemi precedentemente impraticabili e complessi. Le comunicazioni quantistiche sono spesso discusse nel contesto della sicurezza informatica. Entrambi i settori sono in rapida crescita, ma ci vorranno ancora diversi anni prima che diventino onnipresenti.
Gli approcci principali alla rilevazione quantistica 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 basano su sensori che si trovano in uno stato quantistico noto, che cambia in seguito all'interazione con uno stimolo (ciò che si desidera misurare). All'interno di questi approcci, le tecnologie di rilevazione quantistica rientrano in cinque diverse categorie e presentano punti di forza complementari.
(1) Imaging quantistico- l'uso del lidar/radar quantistico per rilevare oggetti in movimento o nascosti, il cui campo di applicazione più noto è la difesa nazionale.
(2) Sensori elettromagnetici quantistici- Questi sensori misurano i campi elettromagnetici dinamici utilizzando centri di azoto lacunoso, vapori atomici e circuiti superconduttori. Sono utilizzati anche in applicazioni di difesa, ma anche in ambito sanitario, come la risonanza magnetica.
(3) Gravimetrie Gradiometri- Misurano rispettivamente l'intensità e la variazione del campo gravitazionale. Le applicazioni attuali includono fenomeni geofisici nel sottosuolo e sono utilizzate principalmente nel settore energetico per individuare giacimenti.
(4) Termometrie Barometri (MmisurazioneTtemperaturae AatmosfericoPpressione,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 superconduttori.
(5) SpecificSinterpretazioneAapplicazioniWconQuantoCcalcolo oCcomunicazioni oA Ccombinazione diBentrambi- queste applicazioni devono essere ulteriormente sviluppate man mano che le tecnologie di comunicazione e di calcolo quantistico maturano.
Inizialmente, la tecnologia di rilevamento quantistico veniva utilizzata in 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: offrendo una sensibilità estremamente elevata nelle misurazioni che richiedono precisione e accuratezza, e grazie alla costante comparsa di nuovi casi d'uso nei settori aerospaziale, biomedico, chimico, automobilistico e delle telecomunicazioni. Ciò è possibile perché questi sensori sfruttano le proprietà quantistiche dei sistemi per misurare piccole variazioni e caratteristiche fisiche in tali sistemi.
La prossima generazione di tecnologia di rilevamento quantistico è progettata per essere più piccola, leggera e conveniente rispetto alla precedente, e offre una risoluzione di misura incredibilmente elevata rispetto alle tecnologie di rilevamento tradizionali. I primi casi d'uso includono misure di controllo qualità su prodotti di alta qualità mediante l'identificazione di piccoli difetti, misurazioni rigorose su prodotti di precisione e test non distruttivi mediante la misurazione di ciò che si nasconde sotto la superficie.
Gli attuali ostacoli all'adozione delle tecnologie di rilevamento quantistico di nuova generazione includono costi e tempi di sviluppo, che potrebbero ritardarne l'adozione in tutto il settore. Altre sfide includono l'integrazione di nuovi sensori con i framework di dati esistenti e la standardizzazione all'interno del settore, problemi che rispecchiano molte delle difficoltà legate all'adozione e all'assimilazione delle tecnologie emergenti. I settori meno sensibili al prezzo e che ne trarranno i maggiori benefici prenderanno il sopravvento. Una volta che i settori della difesa, delle biotecnologie e dell'automotive avranno dimostrato applicazioni e business case per queste tecnologie sensibili, emergeranno ulteriori casi d'uso con l'evoluzione e la diffusione della tecnologia. Metodi e tecniche per la misurazione a risoluzioni più elevate diventeranno ancora più importanti man mano che l'industria manifatturiera adotterà nuove tecnologie per migliorare la precisione e la flessibilità senza sacrificare la qualità o la produttività.
È importante concentrarsi sui vantaggi che si possono ottenere combinando altre tecnologie all'avanguardia con il rilevamento quantistico, come le reti wireless. Anche i settori legati alla produzione, come l'edilizia e l'estrazione mineraria, ne trarranno beneficio. Se la tecnologia riuscisse a sviluppare questi sensori in modo che siano sufficientemente piccoli ed economici, potrebbero potenzialmente essere integrati anche nei vostri smartphone.
Data di pubblicazione: 30-01-2024