En este artículo, analizaremos los tipos de tecnologías de detección cuántica, su impacto en la fabricación y hacia dónde se dirige este campo. Lo creas o no, la detección cuántica es un campo de tecnología que existe desde hace más de 50 años y ahora se usa ampliamente en láseres como LIDAR, imágenes por resonancia magnética (MRI) y células fotovoltaicas.
Aunque la sociedad ya disfruta de los beneficios de estas tecnologías, no son tan conocidas como la computación y las comunicaciones cuánticas, ampliamente discutidas. La tan citada "ventaja cuántica" se refiere a la capacidad de las computadoras cuánticas para resolver problemas en períodos de tiempo muy cortos, haciendo viables problemas que antes eran complejos y poco prácticos. Las comunicaciones cuánticas a menudo se analizan en el contexto de la ciberseguridad. Ambas áreas están creciendo rápidamente, pero todavía faltan varios años para que se vuelvan omnipresentes.
Los principales enfoques de la detección cuántica son la fotónica y los sistemas de estado sólido. La fotónica se ocupa de la manipulación de la luz de diversas formas, mientras que los sistemas de estado sólido se ocupan de sensores que se encuentran en un estado cuántico conocido que cambia como resultado de la interacción con un estímulo (lo que se desea medir). Dentro de estos enfoques, las tecnologías de detección cuántica se dividen en cinco categorías diferentes y tienen fortalezas complementarias.
(1) Imágenes cuánticas- el uso de lidar/radar cuántico para detectar objetos en movimiento u ocultos, siendo el ámbito de aplicación más conocido la defensa nacional.
(2) Sensores electromagnéticos cuánticos- Estos sensores miden campos electromagnéticos dinámicos utilizando centros de vacantes de nitrógeno, vapores atómicos y circuitos superconductores. También se utilizan en aplicaciones de defensa, pero también en atención sanitaria, como las resonancias magnéticas.
(3) Gravímetros& Gradiómetros- Miden la fuerza y variación del campo gravitatorio, respectivamente. Las aplicaciones actuales incluyen fenómenos geofísicos en el subsuelo y se utilizan principalmente en el sector energético para encontrar yacimientos.
(4) Termómetros& Barómetros (MmidiendoTtemperatura& AatmosféricoPpresión,Respecíficamente)- estas herramientas especializadas son mucho más sensibles que las utilizadas normalmente y logran una mayor precisión en aplicaciones críticas como submarinos o aviones mediante el uso de nubes de átomos fríos y dispositivos de interfaz cuántica superconductores.
(5) EspecíficoSensandoAaplicacionesWconQantañoCcomputar oCcomunicaciones oA Ccombinación deBotro- estas aplicaciones deben seguir desarrollándose a medida que maduren las tecnologías de la computación y las comunicaciones cuánticas.
Inicialmente, la tecnología de detección cuántica se utilizaba en productos que vemos comúnmente hoy en día, como las cámaras digitales. La próxima generación de tecnología de detección cuántica que esté disponible comercialmente beneficiará a los fabricantes de varias maneras: al proporcionar una sensibilidad extremadamente alta en mediciones donde se requiere precisión y exactitud, y por la aparición regular de nuevos casos de uso en los sectores aeroespacial, biomédico y químico. , automoción y telecomunicaciones. Esto es posible porque estos sensores utilizan las propiedades cuánticas de los sistemas para medir pequeños cambios físicos y características en esos sistemas.
La próxima generación de tecnología de detección cuántica está diseñada para ser más pequeña, más liviana y más rentable que su predecesora, y ofrece una resolución de medición increíblemente alta en comparación con las tecnologías de detección tradicionales. Los primeros casos de uso incluyen mediciones de control de calidad en productos de alta calidad mediante la identificación de pequeños defectos, mediciones rigurosas en productos de precisión y pruebas no destructivas midiendo lo que se esconde debajo de la superficie.
Las barreras actuales para la adopción de tecnologías de detección cuántica de próxima generación incluyen los costos y el tiempo de desarrollo, lo que podría retrasar la adopción en toda la industria. Otros desafíos incluyen la integración de nuevos sensores con marcos de datos existentes y la estandarización dentro de la industria, cuestiones que reflejan muchos de los desafíos de adoptar y asimilar tecnologías emergentes. Las industrias que son menos sensibles a los precios y que se beneficiarán más tomarán la iniciativa. Una vez que las industrias de defensa, biotecnología y automoción hayan demostrado aplicaciones y casos de negocio para estas tecnologías sensibles, surgirán casos de uso adicionales a medida que la tecnología evolucione y crezca. Los métodos y técnicas para medir a resoluciones más altas serán aún más importantes a medida que la industria manufacturera adopte nuevas tecnologías para mejorar la precisión y la flexibilidad sin sacrificar la calidad o la productividad.
Es importante centrarse en los beneficios que se pueden obtener combinando otras tecnologías líderes con la detección cuántica, como las redes inalámbricas. También se beneficiarán las industrias relacionadas con la manufactura, como la construcción y la minería. Si la tecnología puede desarrollar estos sensores para que sean lo suficientemente pequeños y baratos, también podrían llegar a su teléfono inteligente.
Hora de publicación: 30 de enero de 2024