Šajā rakstā mēs apspriedīsim kvantu sensoru tehnoloģiju veidus, to ietekmi uz ražošanu un jomu virzību. Ticiet vai nē, kvantu sensors ir tehnoloģiju joma, kas pastāv jau vairāk nekā 50 gadus un tagad tiek plaši izmantota tādos lāzeros kā LIDAR, magnētiskās rezonanses attēlveidošana (MRI) un fotoelementu šūnās.
Lai gan sabiedrība jau izmanto šo tehnoloģiju priekšrocības, tās nav tik labi zināmas 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 joprojām ir vairāku gadu attālumā, lai tās kļūtu visuresošas.
Galvenās pieejas kvantu noteikšanai ir fotonika un cietvielu sistēmas. Fotonika nodarbojas ar manipulācijām ar gaismu 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 noteikšanas tehnoloģijas iedalās piecās dažādās kategorijās, un tām ir papildu stiprās puses.
(1) Kvantu attēlveidošana- kvantu lidara/radara izmantošana kustīgu vai slēptu objektu noteikšanai, un vispazīstamākā pielietojuma joma ir valsts aizsardzība.
(2) Kvantu elektromagnētiskie sensori- Šie sensori mēra dinamiskos elektromagnētiskos laukus, izmantojot slāpekļa vakances centrus, atomu tvaikus un supravadošās ķēdes. Tos izmanto arī aizsardzības lietojumos, taču tos izmanto arī veselības aprūpē, piemēram, MRI.
(3) Gravimetri& Gradiometri- Tie mēra attiecīgi gravitācijas lauka spēku un izmaiņas. Pašreizējie pielietojumi ietver ģeofizikālās parādības zem zemes, un tos galvenokārt izmanto enerģētikas nozarē, lai atrastu rezervuārus.
(4) Termometri& Barometri (MmērīšanaTemperatūrā& AatmosfērasPpārliecināt,Rattiecīgi)- šie specializētie rīki ir daudz jutīgāki nekā parasti izmantotie, un tie nodrošina augstāku precizitāti kritiskos lietojumos, piemēram, zemūdenēs vai lidmašīnās, izmantojot auksto atomu mākoņus un supravadošas kvantu saskarnes ierīces.
(5) KonkrētsSensingAlietojumprogrammasWithQuantumComputing vaiCkomunikāciju vaiA CkombinācijaBotrs- šīs lietojumprogrammas ir jāturpina attīstīt, jo kvantu skaitļošanas un komunikāciju tehnoloģijas ir nobriedušas.
Sākotnēji kvantu sensoru tehnoloģija tika izmantota produktos, kurus mēs parasti redzam mūsdienās, piemēram, digitālajās kamerās. Nākamās paaudzes kvantu sensoru tehnoloģija, kas kļūs komerciāli pieejama, ražotājiem dos labumu vairākos veidos: nodrošinot ārkārtīgi augstu jutību mērījumos, kur nepieciešama precizitāte un precizitāte, un regulāri parādoties jauniem izmantošanas gadījumiem kosmosa, biomedicīnas, ķīmiskajā jomā. , automobiļu un telekomunikāciju nozarēs. Tas ir iespējams, jo šie sensori izmanto sistēmu kvantu īpašības, lai izmērītu nelielas fiziskas izmaiņas un īpašības šajās sistēmās.
Nākamās paaudzes kvantu sensoru tehnoloģija ir izstrādāta tā, lai tā būtu mazāka, vieglāka un izmaksu ziņā efektīvāka nekā tās priekšgājēja, un tā piedāvā neticami augstu mērījumu izšķirtspēju salīdzinājumā ar tradicionālajām sensoru tehnoloģijām. Agrīnās lietošanas gadījumi ietver kvalitātes kontroles mērījumus augstas kvalitātes izstrādājumiem, identificējot sīkus defektus, stingrus mērījumus precīziem izstrādājumiem un nesagraujošo testēšanu, mērot to, kas ir paslēpts zem virsmas.
Pašreizējie šķēršļi nākamās paaudzes kvantu sensoru tehnoloģiju ieviešanai ietver izstrādes izmaksas un laiku, kas varētu aizkavēt ieviešanu visā nozarē. Citas problēmas ietver jaunu sensoru integrāciju ar esošajām datu sistēmām un standartizāciju nozarē — problēmas, kas atspoguļo daudzas problēmas, kas saistītas ar jauno tehnoloģiju pieņemšanu un asimilāciju. Nozares, kas ir mazāk jutīgas pret cenām un gūs vislielāko labumu, uzņemsies vadību. Kad aizsardzības, biotehnoloģiju un automobiļu rūpniecība ir demonstrējusi šo sensitīvo tehnoloģiju lietojumus un biznesa piemērus, tehnoloģijai attīstoties un mērogojot parādīsies papildu lietošanas gadījumi. Metodes un metodes mērīšanai ar augstāku izšķirtspēju kļūs vēl svarīgākas, jo ražošanas nozare pieņems jaunas tehnoloģijas, lai uzlabotu precizitāti un elastību, nezaudējot kvalitāti vai produktivitāti.
Ir svarīgi koncentrēties uz priekšrocībām, ko var realizēt, apvienojot citas vadošās tehnoloģijas ar kvantu uztveršanu, piemēram, bezvadu tīkliem. Ieguvēji būs arī ar ražošanu saistītās nozares, piemēram, celtniecība un kalnrūpniecība. Ja tehnoloģija var izstrādāt šos sensorus, lai tie būtu pietiekami mazi un lēti, tie, iespējams, varētu nonākt arī jūsu viedtālrunī.
Izlikšanas laiks: 30. janvāris 2024