Fraunhofer développe des capteurs quantiques pour la mesure et l'imagerie de précision
L'Institut Fraunhofer développe des capteurs basés sur la mécanique quantique pour permettre une précision de mesure inégalée et de nouvelles techniques d'imagerie. La technologie est appliquée, entre autres, dans le diagnostic médical et les essais de matériaux industriels.
L'Institut Fraunhofer fait progresser les technologies de détection et d'imagerie quantiques qui utilisent les principes de la mécanique quantique pour obtenir des mesures d'une extrême précision et des capacités d'imagerie améliorées. Ces avancées ouvrent la voie à des applications dans les domaines de la santé, des essais industriels et de la navigation.
Les capteurs quantiques permettent des mesures très sensibles des champs magnétiques et d'autres grandeurs physiques en exploitant les propriétés de spin des électrons. Le projet QMag de Fraunhofer, par exemple, étudie des magnétomètres quantiques basés sur la mesure optique des centres azote-lacune (centres NV) dans les diamants. La recherche a progressé au point où les premières applications commerciales sont déjà en cours d'utilisation, avec des développements futurs ciblant les besoins industriels tels que la détection de défauts microscopiques dans les matériaux.
L'imagerie quantique utilise des photons intriqués. Un photon illumine un objet dans la gamme de longueurs d'onde invisible, tandis que son homologue intriqué est détecté par une caméra dans le spectre visible, rendant visible ce qui était auparavant invisible. Dans le projet QUANCER, cette technique est développée pour le diagnostic du cancer, dans le but d'identifier les tissus tumoraux de manière chimiquement sélective et d'améliorer la microscopie infrarouge.
En novembre 2023, divers instituts Fraunhofer, dont Fraunhofer IPM et Fraunhofer IOF, ont présenté leurs progrès dans les applications des technologies quantiques. Les applications médicales visent à améliorer la sensibilité de l'imagerie par résonance magnétique (IRM) jusqu'à 10 000 fois, permettant potentiellement des diagnostics plus rapides et plus précis. Dans l'industrie, les capteurs quantiques peuvent détecter des fissures dans les matériaux sans essais destructifs. Des recherches sont également en cours pour les interfaces cerveau-ordinateur et les systèmes de navigation indépendants du GPS.
Fraunhofer IPM a également développé une méthode de mesure de débit sans contact basée sur des champs magnétiques et des capteurs quantiques. Cette méthode quantifie l'impact du profil d'écoulement sur le signal magnétique, augmentant ainsi la précision et la fiabilité des techniques de mesure.