Šajā rakstā mēs apspriedīsim kvantu uztveršanas tehnoloģiju veidus, to ietekmi uz ražošanu un to, kurp šī joma virzās. Ticiet vai nē, kvantu uztveršana ir tehnoloģiju joma, kas pastāv jau vairāk nekā 50 gadus un tagad tiek plaši izmantota lāzeros, piemēram, LIDAR, magnētiskās rezonanses attēlveidošanā (MRI) un fotoelektriskajās šūnās.
Lai gan sabiedrība jau bauda šo tehnoloģiju sniegtās priekšrocības, tās nav tik labi pazīstamas kā plaši apspriestā kvantu skaitļošana un kvantu komunikācija. Bieži pieminētā "kvantu priekšrocība" attiecas uz kvantu datoru spēju atrisināt problēmas ļoti īsā laika periodā, padarot iepriekš nepraktiskas un sarežģītas problēmas iespējamas. Kvantu komunikācijas bieži tiek apspriestas kiberdrošības kontekstā. Abas jomas strauji attīstās, taču tās joprojām ir vairākus gadus tālu no tā, lai kļūtu par visuresošām.
Galvenās kvantu uztveršanas metodes ir fotonika un cietvielu sistēmas. Fotonika nodarbojas ar gaismas manipulāciju dažādos veidos, savukārt cietvielu sistēmas nodarbojas ar sensoriem, kas atrodas zināmā kvantu stāvoklī, kas mainās mijiedarbības rezultātā ar stimulu (ko vēlaties izmērīt). Šajās pieejās kvantu uztveršanas tehnoloģijas iedalās piecās dažādās kategorijās, un tām ir savstarpēji papildinošas stiprās puses.
(1) Kvantu attēlveidošana- kvantu lidāra/radara izmantošana kustīgu vai slēptu objektu noteikšanai, un vispazīstamākā pielietojuma joma ir valsts aizsardzība.
(2) Kvantu elektromagnētiskie sensoriŠie sensori mēra dinamiskos elektromagnētiskos laukus, izmantojot slāpekļa vakanču centrus, atomu tvaikus un supravadošas shēmas. Tos izmanto arī aizsardzības jomā, bet arī veselības aprūpē, piemēram, magnētiskās rezonanses attēlveidošanā.
(3) Gravimetriun Gradiometri- Tie attiecīgi mēra gravitācijas lauka stiprumu un variāciju. Pašreizējie pielietojumi ietver ģeofizikālās parādības pazemē un galvenokārt tiek izmantoti enerģētikas sektorā rezervuāru atrašanai.
(4) Termometriun Baromometri (MmērīšanaTtemperatūraun AtmosfērasPpārliecību,R(īpaši)- šie specializētie instrumenti ir daudz jutīgāki nekā parasti izmantotie, un, izmantojot aukstos atomu mākoņus un supravadošas kvantu saskarnes ierīces, tie sasniedz augstāku precizitāti kritiskos pielietojumos, piemēram, zemūdenēs vai lidmašīnās.
(5) SpecifisksSiesiešanaAlietojumprogrammasWitaisQuantumCskaitļošana vaiCsaziņas vaiA CkombinācijaBcits- šīs lietojumprogrammas ir jāturpina attīstīt, attīstoties kvantu skaitļošanas un komunikāciju tehnoloģijām.
Sākotnēji kvantu uztveršanas tehnoloģija tika izmantota mūsdienās plaši izmantotajos produktos, piemēram, digitālajās kamerās. Nākamās paaudzes kvantu uztveršanas tehnoloģija, kas kļūs komerciāli pieejama, ražotājiem sniegs labumu vairākos veidos: nodrošinot ārkārtīgi augstu jutību mērījumos, kuros nepieciešama precizitāte un pareizība, un regulāri parādoties jauniem lietošanas gadījumiem kosmosa, biomedicīnas, ķīmijas, autobūves un telekomunikāciju nozarēs. Tas ir iespējams, jo šie sensori izmanto sistēmu kvantu īpašības, lai mērītu nelielas fiziskas izmaiņas un īpašības šajās sistēmās.
Nākamās paaudzes kvantu uztveršanas tehnoloģija ir izstrādāta tā, lai tā būtu mazāka, vieglāka un rentablāka nekā tās priekštece, un piedāvā neticami augstu mērījumu izšķirtspēju salīdzinājumā ar tradicionālajām uztveršanas tehnoloģijām. Agrīnie lietošanas gadījumi ietver kvalitātes kontroles mērījumus augstas kvalitātes produktiem, identificējot sīkus defektus, stingrus mērījumus precīziem produktiem un nesagraujošo testēšanu, mērot to, kas slēpjas zem virsmas.
Pašreizējie šķēršļi nākamās paaudzes kvantu sensoru tehnoloģiju ieviešanai ietver izstrādes izmaksas un laiku, kas varētu aizkavēt ieviešanu visā nozarē. Citi izaicinājumi ietver jaunu sensoru integrāciju ar esošajiem datu ietvariem un standartizāciju nozarē — jautājumus, kas atspoguļo daudzus izaicinājumus, kas saistīti ar jauno tehnoloģiju ieviešanu un asimilāciju. Nozares, kas ir mazāk jutīgas pret cenu un gūs vislielāko labumu, uzņemsies vadību. Kad aizsardzības, biotehnoloģiju un autobūves nozares būs demonstrējušas šo jutīgo tehnoloģiju pielietojumu un biznesa pamatojumus, tehnoloģijai attīstoties un mērogojoties, parādīsies papildu lietošanas gadījumi. Metodes un paņēmieni mērīšanai ar augstāku izšķirtspēju kļūs vēl svarīgāki, jo ražošanas nozare ieviesīs jaunas tehnoloģijas, lai uzlabotu precizitāti un elastību, nezaudējot kvalitāti vai produktivitāti.
Ir svarīgi koncentrēties uz ieguvumiem, ko var gūt, apvienojot citas vadošās tehnoloģijas ar kvantu sensoriem, piemēram, bezvadu tīkliem. Ieguvēji būs arī ar ražošanu saistītās nozares, piemēram, būvniecība un ieguves rūpniecība. Ja tehnoloģijas spēs šos sensorus izstrādāt pietiekami mazus un lētus, tie varētu nonākt arī jūsu viedtālrunī.
Publicēšanas laiks: 2024. gada 30. janvāris