Neste artigo, discutiremos os tipos de tecnologias de detecção quântica, seu impacto na fabricação e o rumo que o campo está tomando. Acredite ou não, a detecção quântica é um campo de tecnologia que existe há mais de 50 anos e agora é amplamente utilizado em lasers como LIDAR, ressonância magnética (MRI) e células fotovoltaicas.
Embora a sociedade já esteja usufruindo dos benefícios destas tecnologias, elas não são tão conhecidas como a amplamente discutida computação quântica e as comunicações quânticas. A tão citada "vantagem quântica" refere-se à capacidade dos computadores quânticos de resolver problemas em períodos de tempo muito curtos, tornando viáveis problemas anteriormente impraticáveis e complexos. As comunicações quânticas são frequentemente discutidas no contexto da segurança cibernética. Ambas as áreas estão a crescer rapidamente, mas ainda estão a vários anos de se tornarem omnipresentes.
As principais abordagens para a detecção quântica são a fotônica e os sistemas de estado sólido. A fotônica lida com a manipulação da luz de várias maneiras, enquanto os sistemas de estado sólido lidam com sensores que estão em um estado quântico conhecido que muda como resultado da interação com um estímulo (o que você deseja medir). Dentro destas abordagens, as tecnologias de detecção quântica enquadram-se em cinco categorias diferentes e têm pontos fortes complementares.
(1) Imagem Quântica- a utilização de lidar/radar quântico para detectar objetos em movimento ou ocultos, sendo a área de aplicação mais conhecida a defesa nacional.
(2) Sensores Eletromagnéticos Quânticos- Esses sensores medem campos eletromagnéticos dinâmicos usando centros de vacância de nitrogênio, vapores atômicos e circuitos supercondutores. Eles também são usados em aplicações de defesa, mas também na área da saúde, como ressonâncias magnéticas.
(3) Gravímetros& Gradiômetros- Medem a força e a variação do campo gravitacional, respectivamente. As aplicações atuais incluem fenômenos geofísicos no subsolo e são utilizadas principalmente no setor de energia para encontrar reservatórios.
(4) Termômetros& Barômetros (MflexibilizandoTtemperatura& AatmosféricaPtranquilidade,Rrespectivamente)- estas ferramentas especializadas são muito mais sensíveis do que as normalmente utilizadas e alcançam maior precisão em aplicações críticas, como submarinos ou aeronaves, através da utilização de nuvens de átomos frios e dispositivos de interface quântica supercondutores.
(5) EspecíficoSsondandoAaplicaçõesWcomQuantumComitindo ouCcomunicações ouA Ccombinação deBoutro- estas aplicações necessitam de ser mais desenvolvidas à medida que as tecnologias de computação e comunicações quânticas amadurecem.
Inicialmente, a tecnologia de detecção quântica foi usada em produtos que comumente vemos hoje, como câmeras digitais. A próxima geração de tecnologia de detecção quântica que se tornar comercialmente disponível beneficiará os fabricantes de várias maneiras: fornecendo sensibilidade extremamente alta em medições onde precisão e exatidão são necessárias e pelo surgimento regular de novos casos de uso nos setores aeroespacial, biomédico, químico indústrias automotiva, automotiva e de telecomunicações. Isso é possível porque esses sensores utilizam as propriedades quânticas dos sistemas para medir pequenas mudanças físicas e características desses sistemas.
A próxima geração de tecnologia de detecção quântica foi projetada para ser menor, mais leve e mais econômica do que sua antecessora, e oferece resolução de medição incrivelmente alta em comparação com tecnologias de detecção tradicionais. Os primeiros casos de uso incluem medições de controle de qualidade em produtos de alta qualidade, identificando pequenos defeitos, medições rigorosas em produtos de precisão e testes não destrutivos, medindo o que está escondido sob a superfície.
As barreiras atuais à adoção de tecnologias de detecção quântica de próxima geração incluem custos e tempo de desenvolvimento, o que poderia atrasar a adoção em toda a indústria. Outros desafios incluem a integração de novos sensores com estruturas de dados existentes e a normalização dentro da indústria – questões que reflectem muitos dos desafios da adopção e assimilação de tecnologias emergentes. As indústrias menos sensíveis aos preços e que mais beneficiarão assumirão a liderança. Assim que as indústrias da defesa, da biotecnologia e da indústria automóvel tiverem demonstrado aplicações e casos de negócio para estas tecnologias sensíveis, surgirão casos de utilização adicionais à medida que a tecnologia evolui e se expande. Métodos e técnicas para medição em resoluções mais altas se tornarão ainda mais importantes à medida que a indústria manufatureira adotar novas tecnologias para melhorar a precisão e a flexibilidade sem sacrificar a qualidade ou a produtividade.
É importante concentrar-se nos benefícios que podem ser obtidos através da combinação de outras tecnologias líderes com a detecção quântica, como as redes sem fios. As indústrias relacionadas com a indústria transformadora, como a construção e a mineração, também serão beneficiadas. Se a tecnologia puder desenvolver esses sensores para que sejam pequenos e baratos o suficiente, eles também poderão chegar ao seu smartphone.
Horário da postagem: 30 de janeiro de 2024