U ovom članku ćemo raspravljati o vrstama tehnologija kvantnog očitavanja, njihovom utjecaju na proizvodnju i smjeru u kojem se ovo područje razvija. Vjerovali ili ne, kvantno očitavanje je područje tehnologije koje postoji više od 50 godina i sada se široko koristi u laserima kao što su LIDAR, magnetna rezonanca (MRI) i fotonaponske ćelije.
Iako društvo već uživa u prednostima ovih tehnologija, one nisu toliko poznate kao široko spominjano kvantno računarstvo i kvantna komunikacija. Često spominjana "kvantna prednost" odnosi se na sposobnost kvantnih računara da rješavaju probleme u vrlo kratkim vremenskim periodima, čineći prethodno nepraktične i složene probleme izvodljivim. Kvantne komunikacije se često spominju u kontekstu sajber sigurnosti. Oba područja brzo rastu, ali su još uvijek nekoliko godina udaljena od toga da postanu sveprisutna.
Glavni pristupi kvantnom senzorskom istraživanju su fotonika i sistemi čvrstog stanja. Fotonika se bavi manipulacijom svjetlosti na različite načine, dok se sistemi čvrstog stanja bave senzorima koji se nalaze u poznatom kvantnom stanju koje se mijenja kao rezultat interakcije sa stimulusom (onim što želite izmjeriti). Unutar ovih pristupa, tehnologije kvantnog senzorskog istraživanja spadaju u pet različitih kategorija i imaju komplementarne prednosti.
(1) Kvantno snimanje- upotreba kvantnog lidara/radara za detekciju pokretnih ili skrivenih objekata, pri čemu je najpoznatije područje primjene nacionalna odbrana.
(2) Kvantni elektromagnetni senzori- Ovi senzori mjere dinamička elektromagnetska polja koristeći centre za azotne praznine, atomske pare i superprovodljive krugove. Koriste se i u odbrambenim primjenama, ali i u zdravstvu, kao što je magnetna rezonanca.
(3) Gravimetri& Gradiometri- Mjere jačinu i varijaciju gravitacijskog polja. Trenutne primjene uključuju geofizičke pojave u podzemlju i uglavnom se koriste u energetskom sektoru za pronalaženje ležišta.
(4) Termometri& Barometri (MmjerenjeTtemperatura& AatmosferskiPuvjeravanje,Rrespektivno)- ovi specijalizirani alati su mnogo osjetljiviji od onih koji se obično koriste i postižu veću tačnost u kritičnim primjenama kao što su podmornice ili avioni korištenjem oblaka hladnih atoma i superprovodnih kvantnih interfejs uređaja.
(5) SpecifičnoSensingAaplikacijeWithQkvantumCračunarstvo iliCkomunikacije iliA CkombinacijaBdrugi- ove aplikacije treba dalje razvijati kako kvantno računarstvo i komunikacijske tehnologije budu sazrijevale.
U početku se tehnologija kvantnog očitavanja koristila u proizvodima koje danas obično viđamo, kao što su digitalni fotoaparati. Sljedeća generacija tehnologije kvantnog očitavanja koja postane komercijalno dostupna koristit će proizvođačima na više načina: pružanjem izuzetno visoke osjetljivosti u mjerenjima gdje su potrebni preciznost i tačnost, te redovnom pojavom novih slučajeva upotrebe u vazduhoplovnoj, biomedicinskoj, hemijskoj, automobilskoj i telekomunikacijskoj industriji. To je moguće jer ovi senzori koriste kvantna svojstva sistema za mjerenje malih fizičkih promjena i karakteristika u tim sistemima.
Sljedeća generacija kvantne senzorske tehnologije dizajnirana je da bude manja, lakša i isplativija od svog prethodnika, te nudi nevjerovatno visoku rezoluciju mjerenja u poređenju s tradicionalnim senzorskim tehnologijama. Rani slučajevi upotrebe uključuju mjerenja kontrole kvalitete na visokokvalitetnim proizvodima identificiranjem sitnih defekata, rigorozna mjerenja na preciznim proizvodima i nerazorna ispitivanja mjerenjem onoga što je skriveno ispod površine.
Trenutne prepreke usvajanju kvantnih senzorskih tehnologija sljedeće generacije uključuju troškove razvoja i vrijeme, što bi moglo odgoditi usvajanje u cijeloj industriji. Ostali izazovi uključuju integraciju novih senzora s postojećim okvirima podataka i standardizaciju unutar industrije - pitanja koja odražavaju mnoge izazove usvajanja i asimilacije novih tehnologija. Industrije koje su manje osjetljive na cijene i koje će imati najviše koristi preuzet će vodstvo. Nakon što obrambena, biotehnološka i automobilska industrija demonstriraju primjene i poslovne slučajeve za ove osjetljive tehnologije, pojavit će se dodatni slučajevi upotrebe kako se tehnologija bude razvijala i skalirala. Metode i tehnike za mjerenje u višim rezolucijama postat će još važnije kako proizvodna industrija usvaja nove tehnologije za poboljšanje točnosti i fleksibilnosti bez žrtvovanja kvalitete ili produktivnosti.
Važno je fokusirati se na prednosti koje se mogu ostvariti kombinovanjem drugih vodećih tehnologija sa kvantnim senzorima, kao što su bežične mreže. Industrije povezane sa proizvodnjom, kao što su građevinarstvo i rudarstvo, također će imati koristi. Ako tehnologija može razviti ove senzore da budu dovoljno mali i jeftini, oni bi potencijalno mogli pronaći put i do vašeg pametnog telefona.
Vrijeme objave: 30. januar 2024.