Dans cet article, nous discuterons des types de technologies de détection quantique, de leur impact sur la fabrication et de la direction que prend le domaine. Croyez-le ou non, la détection quantique est un domaine technologique qui existe depuis plus de 50 ans et qui est désormais largement utilisé dans les lasers tels que le LIDAR, l'imagerie par résonance magnétique (IRM) et les cellules photovoltaïques.
Bien que la société bénéficie déjà des avantages de ces technologies, elles ne sont pas aussi connues que l’informatique quantique et les communications quantiques, largement discutées. L'« avantage quantique » souvent cité fait référence à la capacité des ordinateurs quantiques à résoudre des problèmes dans des délais très courts, rendant ainsi réalisables des problèmes auparavant peu pratiques et complexes. 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 l'état solide. La photonique traite la manipulation de la lumière de diverses manières, tandis que les systèmes à semi-conducteurs traitent des capteurs qui se trouvent dans un état quantique connu qui change à la suite d'une interaction avec un stimulus (ce que vous souhaitez mesurer). Au sein de ces approches, les technologies de détection quantique se répartissent en cinq catégories différentes et présentent 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 quantiques- Ces capteurs mesurent les champs électromagnétiques dynamiques à l'aide de centres de lacunes d'azote, de vapeurs atomiques et de circuits supraconducteurs. Ils sont également utilisés dans des applications de défense, mais également dans le domaine de la santé, comme les IRM.
(3) Gravimètres& Gradiomètres- Ils mesurent respectivement la force et la variation du champ de gravité. Les applications actuelles incluent les phénomènes géophysiques dans le sous-sol et sont principalement utilisées dans le secteur de l'énergie pour trouver des réservoirs.
(4) Thermomètres& Baromètres (MrassurantTtempérature& AatmosphériquePla pression,Rrespectivement)- 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) SpécifiqueSenseignantAapplicationsWavecQantumCl'informatique ouCcommunications ouA Ccombinaison deBautre- ces applications doivent être développées davantage à mesure que les technologies de l'informatique quantique et des communications évoluent.
À l’origine, la technologie de détection quantique était utilisée dans les produits que nous voyons couramment aujourd’hui, tels que les appareils photo numériques. La prochaine génération de technologie de détection quantique qui sera disponible dans le commerce bénéficiera aux fabricants de plusieurs manières : en offrant une sensibilité extrêmement élevée dans les mesures où la précision et l'exactitude sont requises, et par l'émergence régulière de nouveaux cas d'utilisation dans les domaines aérospatial, biomédical, chimique. , de l'automobile et des télécommunications. Cela est possible car ces capteurs utilisent les propriétés quantiques des systèmes pour mesurer de petits changements et caractéristiques physiques dans ces systèmes.
La nouvelle génération de technologie de détection quantique est conçue pour être plus petite, plus légère et plus rentable que son prédécesseur, et offre une résolution de mesure incroyablement élevée par rapport aux technologies de détection traditionnelles. Les premiers cas d'utilisation incluent des mesures de contrôle qualité sur des produits de haute qualité en identifiant de minuscules défauts, des mesures rigoureuses sur des produits de précision et des tests non destructifs en mesurant ce qui est caché sous la surface.
Les obstacles actuels à l’adoption des technologies de détection quantique de nouvelle génération comprennent les coûts et les délais de développement, qui pourraient retarder leur adoption dans l’ensemble du secteur. D'autres défis incluent l'intégration de nouveaux capteurs avec les cadres de données existants et la normalisation au sein de l'industrie - des problèmes qui reflètent bon nombre des défis liés à l'adoption et à l'assimilation des technologies émergentes. Les industries les moins sensibles aux prix et qui en bénéficieront le plus prendront la tête. Une fois que les secteurs de la défense, de la biotechnologie et de l’automobile auront démontré les applications et les analyses de rentabilisation de ces technologies sensibles, d’autres cas d’utilisation apparaîtront à mesure que la technologie évolue et évolue. Les méthodes et techniques de mesure à des résolutions plus élevées deviendront encore plus importantes à mesure que l'industrie manufacturière adoptera de nouvelles technologies pour améliorer la précision et la flexibilité sans sacrifier la qualité ou la productivité.
Il est important de se concentrer sur les avantages qui peuvent être obtenus en combinant d’autres technologies de pointe avec la détection quantique, comme les réseaux sans fil. Les industries liées à la fabrication, 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 se retrouver dans votre smartphone.
Heure de publication : 30 janvier 2024