Ebben a cikkben megvitatjuk a kvantumérzékelő technológiák típusait, azok gyártásra gyakorolt hatását, és azt, hogy merre tart a terület. Akár hiszi, akár nem, a kvantumérzékelés a technológia olyan területe, amely több mint 50 éve létezik, és ma már széles körben használják olyan lézerekben, mint a LIDAR, a mágneses rezonancia képalkotás (MRI) és a fotovoltaikus cellák.
Bár a társadalom már élvezi e technológiák előnyeit, nem annyira ismertek, mint a széles körben vitatott kvantumszámítástechnika és kvantumkommunikáció. A gyakran emlegetett "kvantumelőny" a kvantumszámítógépek azon képességére utal, hogy nagyon rövid időn belül képesek megoldani a problémákat, ami megvalósíthatóvá teszi a korábban nem praktikus és összetett problémákat. A kvantumkommunikációt gyakran a kiberbiztonsággal összefüggésben tárgyalják. Mindkét terület gyorsan növekszik, de még mindig néhány év választja el attól, hogy mindenütt jelen legyen.
A kvantumérzékelés fő megközelítései a fotonika és a szilárdtestrendszerek. A fotonika különféle módokon foglalkozik a fény manipulálásával, míg a szilárdtest rendszerek olyan érzékelőkkel, amelyek ismert kvantumállapotban vannak, és egy ingerrel (amit mérni akarnak) való kölcsönhatás következtében megváltoznak. Ezeken a megközelítéseken belül a kvantumérzékelési technológiák öt különböző kategóriába sorolhatók, és egymást kiegészítő erősségekkel bírnak.
(1) Kvantumképalkotás- kvantumlidar/radar használata mozgó vagy rejtett tárgyak észlelésére, a legismertebb alkalmazási terület a honvédelem.
(2) Kvantum elektromágneses érzékelők- Ezek az érzékelők dinamikus elektromágneses mezőket mérnek nitrogén üresedési központok, atomi gőzök és szupravezető áramkörök segítségével. Védelmi alkalmazásokban is használják, de az egészségügyben is használják, például az MRI-kben.
(3) Graviméterek& Gradiométerek- Mérik a gravitációs tér erősségét és változását, ill. A jelenlegi alkalmazások közé tartoznak a felszín alatti geofizikai jelenségek, és főként az energiaszektorban használják tározók felkutatására.
(4) Hőmérők& Barométerek (MméregetőTEmperature& AlégköriPmegnyugtatás,Rrendre)- ezek a speciális eszközök sokkal érzékenyebbek, mint a szokásosan használtak, és nagyobb pontosságot érnek el olyan kritikus alkalmazásokban, mint a tengeralattjárók vagy repülőgépek hideg atomfelhők és szupravezető kvantuminterfész eszközök használatával.
(5) SpecifikusSensingAalkalmazásokWithQuantumComputing illCkommunikációk illA CkombinációjaBoth- ezeket az alkalmazásokat tovább kell fejleszteni, ahogy a kvantumszámítási és kommunikációs technológiák érnek.
Kezdetben a kvantumérzékelési technológiát olyan termékekben használták, amelyeket ma gyakran látunk, például a digitális fényképezőgépekben. A kereskedelemben elérhetővé váló kvantumérzékelő technológia következő generációja számos szempontból előnyös lesz a gyártóknak: rendkívül nagy érzékenységet biztosít azoknál a méréseknél, ahol precizitásra és pontosságra van szükség, valamint az új felhasználási esetek rendszeres megjelenésével a repülőgépiparban, az orvosbiológiai, a vegyiparban. , autóipar és távközlési ipar. Ez azért lehetséges, mert ezek az érzékelők a rendszerek kvantumtulajdonságait használják fel a rendszerek kis fizikai változásainak és jellemzőinek mérésére.
A kvantumérzékelő technológia következő generációját úgy tervezték, hogy kisebb, könnyebb és költséghatékonyabb legyen, mint elődje, és hihetetlenül magas mérési felbontást kínál a hagyományos érzékelési technológiákhoz képest. A korai felhasználási esetek közé tartozik a minőség-ellenőrzési mérések minőségi termékeken az apró hibák azonosításával, a szigorú mérések a precíziós termékeken, és a roncsolásmentes tesztelés a felület alatt rejtőzködők mérésével.
A következő generációs kvantumérzékelő technológiák elterjedésének jelenlegi akadályai közé tartoznak a fejlesztési költségek és az idő, ami késleltetheti az alkalmazást az egész iparágban. További kihívások közé tartozik az új érzékelők integrációja a meglévő adatkeretrendszerekkel és az iparágon belüli szabványosítás – olyan kérdések, amelyek tükrözik a feltörekvő technológiák elfogadásával és asszimilálásával járó számos kihívást. Azok az iparágak veszik át a vezetést, amelyek kevésbé érzékenyek az árra, és a legtöbb hasznot húzzák. Amint a védelmi, a biotechnológiai és az autóipar bemutatta az érzékeny technológiák alkalmazását és üzleti példáit, a technológia fejlődésével és méretezésével további felhasználási esetek is megjelennek. A nagyobb felbontású mérési módszerek és technikák még fontosabbá válnak, mivel a feldolgozóipar új technológiákat alkalmaz a pontosság és a rugalmasság javítása érdekében a minőség vagy a termelékenység feláldozása nélkül.
Fontos, hogy azokra az előnyökre összpontosítsunk, amelyek más vezető technológiák kvantumérzékeléssel, például vezeték nélküli hálózatok kombinálásával érhetők el. A feldolgozóiparhoz kapcsolódó iparágak, például az építőipar és a bányászat, szintén részesülnek majd ebből. Ha a technológia képes ezeket az érzékelőket elég kicsire és olcsóra fejleszteni, akkor az okostelefonodba is bekerülhetnek.
Feladás időpontja: 2024. január 30