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Ottobre 2024 n Automazione e Strumentazione Speciale 78 STRUMENTI E IIOT Con l’aumento della connettività, la sicurezza informatica diventa una priorità. Gli impianti industriali devono adottare misure robuste per pro- teggere le reti da attacchi informatici che potreb- bero interrompere la produzione o compromettere la sicurezza. In termini di scalabilità, il problema principale è che molte infrastrutture industriali uti- lizzano ancora sistemi legacy che non sono imme- diatamente compatibili con le nuove tecnologie IIoT. L’integrazione di sensori moderni con sistemi più vecchi richiede spesso soluzioni personalizzate e investimenti significativi. La terza sfida è quella della scalabilità: man mano che aumenta il numero di dispositivi connessi, le reti e le piattaforme di gestione devono essere in grado di gestire volumi crescenti di dati. Ciò richiede un’infrastruttura robusta e una pianificazione adeguata. La rivoluzione della precisione quantistica Un futuro possibile per la IIoT è quello di incorpo- rare strumenti basati su principi fisici radicalmente nuovi, con funzioni innovative. Questo, in realtà, è un futuro sempre più vicino, con le applicazioni della meccanica quantistica ai sensori e ai sistemi di misura industriali. La meccanica quantistica, che descrive il comportamento della materia e dell’energia su scala microscopica, ha già trovato applicazioni significative nel campo dei sensori, aprendo nuove possibilità per la misura estrema- mente precisa di grandezze fisiche. I sensori quan- tistici sfruttano proprietà intrinseche delle parti- celle subatomiche, come la sovrapposizione e l’en- tanglement , per ottenere livelli di sensibilità mai raggiunti prima. Il fenomeno della sovrapposizione quantistica ha luogo quando una particella può esi- stere in più stati contemporaneamente. Questo prin- cipio permette di creare sistemi di misura che siano sensibili a variazioni estremamente piccole, utiliz- zando stati quantistici sovrapposti per amplificare gli effetti di una perturbazione esterna. Invece, l’entanglement è una correlazione a distanza di carattere istantaneo. Cioè, due particelle soggette a entanglement sono legate in modo tale che lo stato di una influenza istantaneamente lo stato dell’altra, indipendentemente dalla distanza. Questo feno- meno è alla base della creazione di sensori quan- tistici che sfruttano la correlazione tra particelle per migliorare la precisione e ridurre il rumore e le interferenze nelle misure. Anche l’ Effetto tunnel quantistico è già ampiamente utilizzato in ambito metrologico. Questo effetto consente alle particelle di attraversare barriere di potenziale che, secondo la fisica classica, sarebbero impenetrabili; un feno- meno che può essere utilizzato nei sensori per rile- vare variazioni estremamente piccole nei campi elettrici o magnetici. Le applicazioni di fenomeni quantistici in metrologia sono numerose a partire dalle misure di campi elettrici e magnetici. Come nei sensori squid (superconducting quantum inter- ference device), che sfruttano effetti quantistici per misurare variazioni infinitesimali nei campi magnetici, con applicazioni in geofisica, biomedi- cina e astrofisica. I rilevatori gravimetrici trovano applicazione in ambito geologico e nell’industria mineraria, nella previsione di terremoti e nella ricerca di risorse naturali. Questi sensori si basano sull’interferometria atomica, utilizzando onde di materia (atomi) in sovrapposizione quantistica per misurare con estrema precisione il campo gravita- zionale terrestre. Poi, gli orologi atomici , un tempo relegati al solo ambito della ricerca pura, sono basati su transizioni quantistiche tra stati atomici e forniscono misure temporali con una precisione Gli effetti quantistici della sovrapposizione e dell’entanglement promettono di rendere possibili nuovi tipi di misure e sensori con una sensibilità mai raggiunta prima