Dans cet article, nous aborderons les différents types de technologies de détection quantique, leur impact sur la fabrication et l'avenir du secteur. Aussi incroyable que cela puisse paraître, la détection quantique est une technologie qui existe depuis plus de 50 ans et qui est aujourd'hui largement utilisée dans les lasers tels que le LIDAR, l'imagerie par résonance magnétique (IRM) et les cellules photovoltaïques.
Bien que la société profite déjà des avantages de ces technologies, elles sont moins connues que l'informatique et les communications quantiques, dont on parle tant. L'« avantage quantique », souvent évoqué, désigne la capacité des ordinateurs quantiques à résoudre des problèmes en très peu de temps, rendant ainsi réalisables des problèmes auparavant complexes et impraticables. Les communications quantiques sont souvent évoquées dans le contexte de la cybersécurité. Ces deux domaines connaissent une croissance rapide, mais il leur faudra encore plusieurs années avant de devenir omniprésents.
Les principales approches de la détection quantique sont la photonique et les systèmes à semi-conducteurs. La photonique traite de la manipulation de la lumière de diverses manières, tandis que les systèmes à semi-conducteurs utilisent des capteurs dont l'état quantique est connu et qui évolue en fonction de l'interaction avec un stimulus (ce que l'on souhaite mesurer). Parmi ces approches, les technologies de détection quantique se répartissent en cinq catégories distinctes, présentant des atouts complémentaires.
(1) Imagerie quantique- l'utilisation du lidar/radar quantique pour détecter des objets en mouvement ou cachés, le domaine d'application le plus connu étant la défense nationale.
(2) Capteurs électromagnétiques quantiquesCes capteurs mesurent les champs électromagnétiques dynamiques à l'aide de centres lacunaires d'azote, de vapeurs atomiques et de circuits supraconducteurs. Ils sont également utilisés dans des applications de défense, mais aussi dans le domaine de la santé, notamment en IRM.
(3) Gravimètres& Gradiomètres- Ils mesurent respectivement l'intensité et la variation du champ gravitationnel. Leurs applications actuelles incluent les phénomènes géophysiques du sous-sol et sont principalement utilisés dans le secteur de l'énergie pour la recherche de réservoirs.
(4) Thermomètres& Baromètres (MmesureTtempérature& AatmosphériquePpression,R(respectivement)- ces outils spécialisés sont beaucoup plus sensibles que ceux normalement utilisés et atteignent une plus grande précision dans des applications critiques telles que les sous-marins ou les avions grâce à l'utilisation de nuages d'atomes froids et de dispositifs d'interface quantique supraconducteurs.
(5) SpécifiqueSenseignementAapplicationsWavecQquantumCcalcul ouCcommunications ouA Ccombinaison deBles autres- ces applications doivent être davantage développées à mesure que les technologies de l’informatique quantique et des communications mûrissent.
À l'origine, la technologie de détection quantique était utilisée dans des produits courants, tels que les appareils photo numériques. La prochaine génération de technologie de détection quantique, qui sera commercialisée, bénéficiera aux fabricants de plusieurs manières : en offrant une sensibilité extrêmement élevée pour les mesures exigeant précision et exactitude, et grâce à l'émergence régulière de nouveaux cas d'utilisation dans les secteurs de l'aérospatiale, du biomédical, de la chimie, de l'automobile et des télécommunications. Cela est rendu possible grâce à l'exploitation des propriétés quantiques des systèmes pour mesurer les infimes variations et caractéristiques physiques de ces systèmes.
La nouvelle génération de technologie de détection quantique est conçue pour être plus compacte, plus légère et plus économique que sa prédécesseure, et offre une résolution de mesure incroyablement élevée par rapport aux technologies de détection traditionnelles. Parmi les premiers cas d'utilisation figurent les mesures de contrôle qualité sur des produits de haute qualité en identifiant les défauts les plus infimes, les mesures rigoureuses sur des produits de précision et les tests non destructifs en mesurant ce qui se cache sous la surface.
Les obstacles actuels à l'adoption des technologies de détection quantique de nouvelle génération incluent les coûts et les délais de développement, qui pourraient retarder leur adoption dans l'ensemble du secteur. Parmi les autres défis figurent l'intégration de nouveaux capteurs aux cadres de données existants et la normalisation au sein du secteur, autant de problématiques qui reflètent nombre des défis liés à l'adoption et à l'assimilation des technologies émergentes. Les secteurs les moins sensibles aux prix et qui en bénéficieront le plus prendront l'initiative. Une fois que les secteurs de la défense, des biotechnologies et de l'automobile auront démontré les applications et les analyses de rentabilité de ces technologies sensibles, de nouveaux cas d'utilisation émergeront à mesure que la technologie évoluera et se développera. Les méthodes et techniques de mesure à plus haute résolution gagneront en importance à mesure que l'industrie manufacturière adoptera de nouvelles technologies pour améliorer la précision et la flexibilité sans sacrifier la qualité ni la productivité.
Il est important de se concentrer sur les avantages que l'on peut tirer de l'association d'autres technologies de pointe à la détection quantique, comme les réseaux sans fil. Les industries manufacturières, comme la construction et l'exploitation minière, en bénéficieront également. Si la technologie permet de rendre ces capteurs suffisamment petits et bon marché, ils pourraient également être intégrés à votre smartphone.
Date de publication : 30 janvier 2024