V tomto článku si rozoberieme typy technológií kvantového snímania, ich vplyv na výrobu a kam táto oblasť smeruje. Verte tomu alebo nie, kvantové snímanie je oblasť technológie, ktorá existuje už viac ako 50 rokov a v súčasnosti je široko používaná v laseroch, ako je LIDAR, magnetická rezonancia (MRI) a fotovoltaické články.
Hoci spoločnosť už využíva výhody týchto technológií, nie sú také známe ako široko diskutované kvantové výpočty a kvantová komunikácia. Často uvádzaná „kvantová výhoda“ sa týka schopnosti kvantových počítačov riešiť problémy vo veľmi krátkych časových úsekoch, vďaka čomu sú predtým nepraktické a zložité problémy realizovateľné. O kvantovej komunikácii sa často diskutuje v kontexte kybernetickej bezpečnosti. Obe oblasti rýchlo rastú, no od toho, aby sa stali všadeprítomnými, ich delí ešte niekoľko rokov.
Hlavnými prístupmi ku kvantovému snímaniu sú fotonika a systémy v pevnej fáze. Fotonika sa zaoberá manipuláciou so svetlom rôznymi spôsobmi, zatiaľ čo systémy v pevnej fáze sa zaoberajú senzormi, ktoré sú v známom kvantovom stave, ktorý sa mení v dôsledku interakcie so stimulom (to, čo chcete merať). V rámci týchto prístupov spadajú technológie kvantového snímania do piatich rôznych kategórií a navzájom sa dopĺňajú.
(1) Kvantové zobrazovanie- použitie kvantového lidaru/radaru na detekciu pohybujúcich sa alebo skrytých objektov, pričom najznámejšou oblasťou použitia je národná obrana.
(2) Kvantové elektromagnetické snímače- Tieto senzory merajú dynamické elektromagnetické polia pomocou centier voľného miesta dusíka, atómových pár a supravodivých obvodov. Používajú sa aj v obranných aplikáciách, ale používajú sa aj v zdravotníctve, ako napríklad magnetická rezonancia.
(3) Gravimetre& Grádiometre- Merajú silu a variáciu gravitačného poľa, resp. Súčasné aplikácie zahŕňajú geofyzikálne javy v podpovrchu a používajú sa najmä v energetickom sektore na hľadanie nádrží.
(4) Teplomery& Barómy (MpoisťovacieTteplota& AatmosférickýPuistiť sa,Rresp.)- tieto špecializované nástroje sú oveľa citlivejšie ako bežne používané nástroje a dosahujú vyššiu presnosť v kritických aplikáciách, ako sú ponorky alebo lietadlá, pomocou oblakov studených atómov a supravodivých zariadení s kvantovým rozhraním.
(5) ŠpecifickéSsensingAaplikácieWiQuantumCpočítanie respCkomunikácie respA CkombináciaBoth- tieto aplikácie je potrebné ďalej rozvíjať, pretože kvantové výpočtové a komunikačné technológie dozrievajú.
Spočiatku sa technológia kvantového snímania používala v produktoch, ktoré dnes bežne vidíme, ako sú digitálne fotoaparáty. Ďalšia generácia technológie kvantového snímania, ktorá sa stane komerčne dostupnou, prinesie výhody výrobcom mnohými spôsobmi: poskytnutím extrémne vysokej citlivosti pri meraniach, kde sa vyžaduje presnosť a presnosť, a pravidelným objavovaním sa nových prípadov použitia v kozmickom, biomedicínskom, chemickom priemysle. , automobilový a telekomunikačný priemysel. Je to možné, pretože tieto senzory využívajú kvantové vlastnosti systémov na meranie malých fyzikálnych zmien a vlastností v týchto systémoch.
Ďalšia generácia technológie kvantového snímania je navrhnutá tak, aby bola menšia, ľahšia a nákladovo efektívnejšia ako jej predchodca a ponúka neuveriteľne vysoké rozlíšenie merania v porovnaní s tradičnými technológiami snímania. Medzi prvé prípady použitia patria merania kontroly kvality na vysokokvalitných produktoch identifikáciou drobných defektov, prísne merania na presných produktoch a nedeštruktívne testovanie meraním toho, čo sa skrýva pod povrchom.
Súčasné prekážky prijatia technológií kvantového snímania novej generácie zahŕňajú náklady na vývoj a čas, čo by mohlo oddialiť prijatie v celom odvetví. Medzi ďalšie výzvy patrí integrácia nových senzorov s existujúcimi dátovými rámcami a štandardizácia v rámci odvetvia – problémy, ktoré odzrkadľujú mnohé výzvy spojené s prijímaním a asimiláciou nových technológií. Vedenie sa ujmú odvetvia, ktoré sú menej citlivé na cenu a budú z toho mať najväčší úžitok. Keď obranný, biotechnologický a automobilový priemysel predvedú aplikácie a obchodné prípady pre tieto citlivé technológie, objavia sa ďalšie prípady použitia, ako sa technológia vyvíja a škáluje. Metódy a techniky na meranie pri vyššom rozlíšení sa stanú ešte dôležitejšími, pretože výrobný priemysel prijíma nové technológie na zlepšenie presnosti a flexibility bez obetovania kvality alebo produktivity.
Je dôležité zamerať sa na výhody, ktoré možno dosiahnuť kombináciou iných popredných technológií s kvantovým snímaním, ako sú napríklad bezdrôtové siete. Profitovať z toho budú aj odvetvia súvisiace s výrobou, ako je stavebníctvo a baníctvo. Ak technológia dokáže vyvinúť tieto senzory tak, aby boli dostatočne malé a lacné, mohli by sa potenciálne dostať aj do vášho smartfónu.
Čas odoslania: 30. januára 2024