Neste artigo, analizaremos os tipos de tecnoloxías de detección cuántica, o seu impacto na fabricación e cara a onde se dirixe este campo. Créase ou non, a detección cuántica é un campo tecnolóxico que existe desde hai máis de 50 anos e que agora se usa amplamente en láseres como o LIDAR, a resonancia magnética (RM) e as células fotovoltaicas.
Aínda que a sociedade xa está a gozar dos beneficios destas tecnoloxías, non son tan coñecidas como a amplamente debatida computación cuántica e as comunicacións cuánticas. A frecuentemente citada "vantaxe cuántica" refírese á capacidade dos ordenadores cuánticos para resolver problemas en períodos de tempo moi curtos, facendo factibles problemas antes pouco prácticos e complexos. As comunicacións cuánticas adoitan comentarse no contexto da ciberseguridade. Ambas áreas están a medrar rapidamente, pero aínda faltan varios anos para que sexan omnipresentes.
As principais abordaxes da detección cuántica son a fotónica e os sistemas de estado sólido. A fotónica trata da manipulación da luz de diversas maneiras, mentres que os sistemas de estado sólido traballan con sensores que se atopan nun estado cuántico coñecido que cambia como resultado da interacción cun estímulo (o que se quere medir). Dentro destas abordaxes, as tecnoloxías de detección cuántica divídense en cinco categorías diferentes e teñen fortalezas complementarias.
(1) Imaxe cuántica- o uso de lidar/radar cuánticos para detectar obxectos en movemento ou ocultos, sendo a área de aplicación máis coñecida a defensa nacional.
(2) Sensores electromagnéticos cuánticos- Estes sensores miden campos electromagnéticos dinámicos empregando centros de vacancias de nitróxeno, vapores atómicos e circuítos supercondutores. Tamén se empregan en aplicacións de defensa, pero tamén se empregan na atención sanitaria, como as resonancias magnéticas.
(3) Gravímetros& Gradiómetros- Miden a forza e a variación do campo gravitatorio, respectivamente. As aplicacións actuais inclúen fenómenos xeofísicos no subsolo e utilízanse principalmente no sector enerxético para atopar reservorios.
(4) Termómetros& Baromómetros (MmediciónTtemperatura& AatmosféricoPpresión,Rrespectivamente)- estas ferramentas especializadas son moito máis sensibles que as que se empregan normalmente e conseguen unha maior precisión en aplicacións críticas como submarinos ou avións mediante o uso de nubes atómicas frías e dispositivos supercondutores de interface cuántica.
(5) EspecíficoSensandoAaplicaciónsWconQuantumCcomputación ouCcomunicacións ouA Ccombinación deBoutro- estas aplicacións deben seguir desenvolvéndose a medida que maduren as tecnoloxías da computación e as comunicacións cuánticas.
Inicialmente, a tecnoloxía de detección cuántica empregábase en produtos que vemos habitualmente hoxe en día, como as cámaras dixitais. A próxima xeración de tecnoloxía de detección cuántica que estea dispoñible comercialmente beneficiará aos fabricantes de varias maneiras: ao proporcionar unha sensibilidade extremadamente alta en medicións onde se require precisión e exactitude, e pola aparición regular de novos casos de uso nas industrias aeroespacial, biomédica, química, automotriz e das telecomunicacións. Isto é posible porque estes sensores utilizan as propiedades cuánticas dos sistemas para medir pequenos cambios físicos e características neses sistemas.
A próxima xeración de tecnoloxía de detección cuántica está deseñada para ser máis pequena, máis lixeira e máis rendible que a súa predecesora, e ofrece unha resolución de medición incriblemente alta en comparación coas tecnoloxías de detección tradicionais. Os primeiros casos de uso inclúen medicións de control de calidade en produtos de alta calidade mediante a identificación de defectos diminutos, medicións rigorosas en produtos de precisión e probas non destrutivas mediante a medición do que se agocha baixo a superficie.
Entre os obstáculos actuais para a adopción de tecnoloxías de detección cuántica de próxima xeración inclúense os custos e o tempo de desenvolvemento, o que podería atrasar a adopción en toda a industria. Outros desafíos inclúen a integración de novos sensores cos marcos de datos existentes e a estandarización dentro da industria, cuestións que reflicten moitos dos desafíos da adopción e asimilación de tecnoloxías emerxentes. As industrias que son menos sensibles aos prezos e que máis se beneficiarán serán as que tomarán a dianteira. Unha vez que as industrias de defensa, biotecnoloxía e automoción demostren aplicacións e casos de negocio para estas tecnoloxías sensibles, xurdirán casos de uso adicionais a medida que a tecnoloxía evolucione e se amplíe. Os métodos e as técnicas para medir a resolucións máis altas serán aínda máis importantes a medida que a industria manufacturera adopte novas tecnoloxías para mellorar a precisión e a flexibilidade sen sacrificar a calidade nin a produtividade.
É importante centrarse nos beneficios que se poden obter combinando outras tecnoloxías líderes coa detección cuántica, como as redes sen fíos. As industrias relacionadas coa fabricación, como a construción e a minería, tamén se beneficiarán. Se a tecnoloxía consegue que estes sensores sexan o suficientemente pequenos e baratos, poderían chegar tamén ao teu teléfono intelixente.
Data de publicación: 30 de xaneiro de 2024