Neste artigo, discutiremos os tipos de tecnoloxías de detección cuántica, o seu impacto na fabricación e cara a onde se dirixe o campo. Créao ou non, a detección cuántica é un campo de tecnoloxía que existe desde hai máis de 50 anos e que agora utilízase amplamente en láseres como LIDAR, imaxes de resonancia magnética (MRI) e células fotovoltaicas.
Aínda que a sociedade xa está a gozar dos beneficios destas tecnoloxías, non son tan coñecidas como a computación cuántica e as comunicacións cuánticas moi discutidas. A citada "vantaxe cuántica" refírese á capacidade das computadoras cuánticas para resolver problemas en períodos de tempo moi curtos, facendo viables problemas anteriormente pouco prácticos e complexos. As comunicacións cuánticas adoitan discutirse no contexto da ciberseguridade. Ambas áreas están crecendo rapidamente, pero aínda están a varios anos de chegar a ser omnipresentes.
Os principais enfoques da detección cuántica son a fotónica e os sistemas de estado sólido. A fotónica trata a manipulación da luz de diversas formas, mentres que os sistemas de estado sólido tratan con sensores que están nun estado cuántico coñecido que cambia como resultado da interacción cun estímulo (o que se quere medir). Dentro destes enfoques, as tecnoloxías de detección cuántica divídense en cinco categorías diferentes e teñen fortalezas complementarias.
(1) Imaxe cuántica- o uso de lidar/radar cuántico para detectar obxectos en movemento ou ocultos, sendo o ámbito de aplicación máis coñecido a defensa nacional.
(2) Sensores electromagnéticos cuánticos- Estes sensores miden campos electromagnéticos dinámicos utilizando centros de vacante de nitróxeno, vapores atómicos e circuítos supercondutores. Tamén se utilizan en aplicacións de defensa, pero tamén se usan na asistencia sanitaria, como as resonancias magnéticas.
(3) Gravímetros& Gradiómetros- Miden a intensidade e a variación do campo gravitatorio, respectivamente. As aplicacións actuais inclúen fenómenos xeofísicos no subsolo e utilízanse principalmente no sector enerxético para atopar encoros.
(4) Termómetros& Barometros (MaliviandoTtemperatura& AatmosféricoPtranquilizar,Ren concreto)- estas ferramentas especializadas son moito máis sensibles que as que se usan normalmente e conseguen unha maior precisión en aplicacións críticas como submarinos ou avións mediante o uso de nubes de átomos frías e dispositivos de interface cuántico superconductores.
(5) EspecíficoSensingAaplicaciónsWithQuantumCimputación ouCcomunicacións ouA Ccombinación deBoth- Estas aplicacións deben desenvolverse aínda máis a medida que maduran as tecnoloxías da computación cuántica e das comunicacións.
Inicialmente, a tecnoloxía de detección cuántica utilizouse en produtos que adoitamos ver 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: proporcionando unha sensibilidade extremadamente alta nas medicións nas que se require precisión e exactitude, e pola aparición regular de novos casos de uso no sector aeroespacial, biomédico e químico. industrias de automoción e 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 pequenos defectos, medicións rigorosas en produtos de precisión e probas non destrutivas mediante a medición do que se esconde baixo a superficie.
Os obstáculos actuais para a adopción de tecnoloxías de detección cuántica de próxima xeración inclúen os custos e o tempo de desenvolvemento, que poderían atrasar a adopción en toda a industria. Outros retos inclúen a integración de novos sensores cos marcos de datos existentes e a estandarización dentro da industria, cuestións que reflicten moitos dos desafíos de adoptar e asimilar tecnoloxías emerxentes. As industrias que son menos sensibles aos prezos e que máis se beneficiarán tomarán o liderado. Unha vez que as industrias da defensa, da biotecnoloxía e da automoción demostraron aplicacións e casos de negocio para estas tecnoloxías sensibles, aparecerán casos de uso adicionais a medida que a tecnoloxía evolucione e se escala. Os métodos e 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 ou a produtividade.
É importante centrarse nos beneficios que se poden obter combinando outras tecnoloxías punteiras coa detección cuántica, como as redes sen fíos. Tamén se beneficiarán as industrias relacionadas coa fabricación, como a construción e a minería. Se a tecnoloxía pode desenvolver estes sensores para que sexan o suficientemente pequenos e baratos, tamén poderían entrar no seu teléfono intelixente.
Hora de publicación: 30-xan-2024