В тази статия ще обсъдим видовете технологии за квантово отчитане, тяхното въздействие върху производството и накъде се насочва областта. Вярвате или не, квантовото усещане е област на технологията, която съществува от повече от 50 години и сега се използва широко в лазери като LIDAR, магнитен резонанс (MRI) и фотоволтаични клетки.
Въпреки че обществото вече се радва на предимствата на тези технологии, те не са толкова известни, колкото широко обсъжданите квантови изчисления и квантови комуникации. Често цитираното „квантово предимство“ се отнася до способността на квантовите компютри да решават проблеми за много кратки периоди от време, което прави непрактични и сложни проблеми осъществими. Квантовите комуникации често се обсъждат в контекста на киберсигурността. И двете области се разрастват бързо, но все още са на няколко години от това да станат повсеместни.
Основните подходи към квантовото усещане са фотониката и системите в твърдо състояние. Фотониката се занимава с манипулирането на светлината по различни начини, докато системите в твърдо състояние се занимават със сензори, които са в известно квантово състояние, което се променя в резултат на взаимодействие със стимул (това, което искате да измерите). В рамките на тези подходи технологиите за квантово отчитане попадат в пет различни категории и имат допълващи се силни страни.
(1) Квантово изображение- използването на квантов лидар/радар за откриване на движещи се или скрити обекти, като най-известната област на приложение е националната отбрана.
(2) Квантови електромагнитни сензори- Тези сензори измерват динамични електромагнитни полета, използвайки центрове за свободни азотни пространства, атомни пари и свръхпроводящи вериги. Те се използват и в отбранителните приложения, но се използват и в здравеопазването, като ЯМР.
(3) Гравиметрии Gрадиометри- Те измерват съответно силата и вариацията на гравитационното поле. Настоящите приложения включват геофизични явления в подземните повърхности и се използват главно в енергийния сектор за намиране на резервоари.
(4) Термометрии Bарометри (MизмерванеTтемператураи AtmosphericPуспокоявам,Rсъответно)- тези специализирани инструменти са много по-чувствителни от обичайно използваните и постигат по-висока точност в критични приложения като подводници или самолети чрез използването на студени атомни облаци и свръхпроводящи квантови интерфейсни устройства.
(5) СпецифичниSусещанеAприложенияWithQuantumCизчисление илиCкомуникации илиA Cкомбинация отBдруго- тези приложения трябва да бъдат допълнително развити, тъй като квантовите изчисления и комуникационните технологии се развиват.
Първоначално технологията за квантово отчитане се използва в продукти, които обикновено виждаме днес, като цифрови фотоапарати. Следващото поколение квантова сензорна технология, която става достъпна в търговската мрежа, ще облагодетелства производителите по редица начини: чрез осигуряване на изключително висока чувствителност при измервания, където се изисква прецизност и точност, и чрез редовната поява на нови случаи на употреба в аерокосмическата, биомедицинската, химическата , автомобилната и телекомуникационната промишленост. Това е възможно, защото тези сензори използват квантовите свойства на системите за измерване на малки физически промени и характеристики в тези системи.
Следващото поколение квантова сензорна технология е проектирана да бъде по-малка, по-лека и по-рентабилна от своя предшественик и предлага невероятно висока разделителна способност на измерване в сравнение с традиционните сензорни технологии. Случаите на ранна употреба включват измервания за контрол на качеството на висококачествени продукти чрез идентифициране на малки дефекти, строги измервания на прецизни продукти и безразрушителен тест чрез измерване на това, което е скрито под повърхността.
Текущите бариери пред приемането на технологии за квантово наблюдение от следващо поколение включват разходи за разработка и време, което може да забави приемането в индустрията. Други предизвикателства включват интегриране на нови сензори със съществуващи рамки за данни и стандартизация в рамките на индустрията - въпроси, които отразяват много от предизвикателствата на приемането и усвояването на нововъзникващи технологии. Индустриите, които са по-малко чувствителни към цените и ще се възползват най-много, ще поемат водеща роля. След като отбранителната, биотехнологичната и автомобилната промишленост демонстрират приложения и бизнес случаи за тези чувствителни технологии, ще се появят допълнителни случаи на употреба, докато технологията се развива и мащабира. Методите и техниките за измерване при по-високи разделителни способности ще станат още по-важни, тъй като производствената индустрия възприема нови технологии за подобряване на точността и гъвкавостта, без да се жертва качеството или производителността.
Важно е да се съсредоточите върху ползите, които могат да бъдат реализирани чрез комбиниране на други водещи технологии с квантово отчитане, като например безжични мрежи. Индустрии, свързани с производството, като строителство и минно дело, също ще се възползват. Ако технологията може да разработи тези сензори, за да бъдат малки и достатъчно евтини, те биха могли потенциално да си проправят път и във вашия смартфон.
Време на публикуване: 30 януари 2024 г