Neste artigo, discutiremos os tipos de tecnologias de sensoriamento quântico, seu impacto na indústria e para onde essa área está caminhando. Acredite ou não, o sensoriamento quântico é um campo tecnológico que existe há mais de 50 anos e agora é amplamente utilizado em lasers como LIDAR, ressonância magnética (RM) e células fotovoltaicas.
Embora a sociedade já esteja usufruindo dos benefícios dessas tecnologias, elas não são tão conhecidas quanto as amplamente discutidas computação quântica e comunicações quânticas. A frequentemente citada "vantagem quântica" refere-se à capacidade dos computadores quânticos de resolver problemas em períodos de tempo muito curtos, tornando viáveis problemas antes impraticáveis e complexos. As comunicações quânticas são frequentemente discutidas no contexto da segurança cibernética. Ambas as áreas estão crescendo rapidamente, mas ainda estão a vários anos de se tornarem onipresentes.
As principais abordagens para o sensoriamento quântico são a fotônica e os sistemas de estado sólido. A fotônica lida com a manipulação da luz de diversas 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 dessas abordagens, as tecnologias de sensoriamento quântico se enquadram em cinco categorias diferentes e possuem pontos fortes complementares.
(1) Imagem Quântica- o uso 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 em ressonâncias magnéticas.
(3) Gravímetros& Gradiômetros- Medem a intensidade e a variação do campo gravitacional, respectivamente. As aplicações atuais incluem fenômenos geofísicos no subsolo e são utilizadas principalmente no setor energético para encontrar reservatórios.
(4) Termômetros& Barômetros (MfacilitandoTtemperatura& AatmosféricoPpressão,Rrespectivamente)- essas ferramentas especializadas são muito mais sensíveis do que as normalmente usadas e alcançam maior precisão em aplicações críticas, como submarinos ou aeronaves, por meio do uso de nuvens de átomos frios e dispositivos de interface quântica supercondutores.
(5) EspecíficoSensejandoAaplicaçõesWcomQuantoCcomputação ouCcomunicações ouA Ccombinação deBoutro- essas aplicações precisam ser mais desenvolvidas à medida que a computação quântica e as tecnologias de comunicação amadurecem.
Inicialmente, a tecnologia de sensoriamento quântico era utilizada em produtos que vemos hoje em dia, como câmeras digitais. A próxima geração de tecnologia de sensoriamento quântico, que se tornará comercialmente disponível, beneficiará os fabricantes de diversas maneiras: proporcionando sensibilidade extremamente alta em medições que exigem precisão e exatidão, e pelo surgimento regular de novos casos de uso nas indústrias aeroespacial, biomédica, química, automotiva e de telecomunicações. Isso é possível porque esses sensores utilizam as propriedades quânticas dos sistemas para medir pequenas mudanças físicas e características nesses sistemas.
A próxima geração da tecnologia de detecção quântica foi projetada para ser menor, mais leve e mais econômica do que sua antecessora, oferecendo uma resolução de medição incrivelmente alta em comparação com as 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 oculto sob a superfície.
As barreiras atuais à adoção de tecnologias de sensoriamento quântico de próxima geração incluem custos e tempo de desenvolvimento, o que pode atrasar a adoção em toda a indústria. Outros desafios incluem a integração de novos sensores com estruturas de dados existentes e a padronização dentro da indústria – questões que refletem muitos dos desafios de adoção e assimilação de tecnologias emergentes. As indústrias menos sensíveis a preço e que mais se beneficiarão assumirão a liderança. Assim que as indústrias de defesa, biotecnologia e automotiva demonstrarem aplicações e casos de negócios para essas tecnologias sensíveis, casos de uso adicionais surgirão à medida que a tecnologia evolui e se expande. Métodos e técnicas para medições em resoluções mais altas se tornarão ainda mais importantes à medida que a indústria de manufatura adotar novas tecnologias para melhorar a precisão e a flexibilidade sem sacrificar a qualidade ou a produtividade.
É importante focar nos benefícios que podem ser obtidos pela combinação de outras tecnologias de ponta com o sensoriamento quântico, como redes sem fio. Indústrias relacionadas à manufatura, como construção e mineração, também serão beneficiadas. Se a tecnologia conseguir desenvolver esses sensores para que sejam pequenos e baratos o suficiente, eles poderão chegar ao seu smartphone também.
Horário de publicação: 30/01/2024