În acest articol, vom discuta despre tipurile de tehnologii de detectare cuantică, impactul lor asupra producției și spre ce se îndreaptă domeniul. Credeți sau nu, detecția cuantică este un domeniu de tehnologie care există de mai bine de 50 de ani și este acum utilizat pe scară largă în lasere precum LIDAR, imagistica prin rezonanță magnetică (IRM) și celule fotovoltaice.
Deși societatea se bucură deja de beneficiile acestor tehnologii, ele nu sunt la fel de bine cunoscute precum calcularea cuantică și comunicațiile cuantice, larg discutate. Adesea citat „avantaj cuantic” se referă la capacitatea calculatoarelor cuantice de a rezolva probleme în perioade foarte scurte de timp, făcând fezabile probleme anterior nepractice și complexe. Comunicațiile cuantice sunt adesea discutate în contextul securității cibernetice. Ambele zone sunt în creștere rapidă, dar sunt încă câțiva ani până la a deveni omniprezente.
Principalele abordări ale detecției cuantice sunt fotonica și sistemele în stare solidă. Fotonica se ocupă de manipularea luminii într-o varietate de moduri, în timp ce sistemele cu stare solidă se ocupă de senzori care se află într-o stare cuantică cunoscută care se modifică ca urmare a interacțiunii cu un stimul (ceea ce doriți să măsurați). În cadrul acestor abordări, tehnologiile de detectare cuantică se încadrează în cinci categorii diferite și au puncte forte complementare.
(1) Imagistica cuantică- utilizarea lidarului/radarului cuantic pentru detectarea obiectelor în mișcare sau ascunse, cel mai cunoscut domeniu de aplicare fiind apărarea națională.
(2) Senzori cuantici electromagnetici- Acești senzori măsoară câmpurile electromagnetice dinamice folosind centre de azot liber, vapori atomici și circuite supraconductoare. Ele sunt, de asemenea, utilizate în aplicații de apărare, dar sunt utilizate și în asistența medicală, cum ar fi RMN-urile.
(3) Gravimetre& Gradiometre- Măsoară puterea și, respectiv, variația câmpului gravitațional. Aplicațiile actuale includ fenomene geofizice din subsol și sunt utilizate în principal în sectorul energetic pentru găsirea rezervoarelor.
(4) Termometre& Barometre (MuşurareaTtemperatură& AatmosfericePreasigurare,Rmai ales)- aceste instrumente specializate sunt mult mai sensibile decât cele utilizate în mod normal și ating o precizie mai mare în aplicații critice, cum ar fi submarine sau avioane, prin utilizarea norilor de atomi reci și a dispozitivelor de interfață cuantică supraconductoare.
(5) SpecificSensingAaplicatiiWithQuantumCimputarea sauCcomunicări sauA Ccombinare aBoth- aceste aplicații trebuie dezvoltate în continuare pe măsură ce tehnologiile de calcul și comunicații cuantice se maturizează.
Inițial, tehnologia de detectare cuantică a fost folosită în produsele pe care le vedem în mod obișnuit astăzi, cum ar fi camerele digitale. Următoarea generație de tehnologie de detectare cuantică care devine disponibilă comercial va beneficia producătorii în mai multe moduri: prin furnizarea de sensibilitate extrem de ridicată în măsurători în care sunt necesare precizie și acuratețe și prin apariția regulată de noi cazuri de utilizare în domeniul aerospațial, biomedical, chimic. , industria auto și telecomunicații. Acest lucru este posibil deoarece acești senzori utilizează proprietățile cuantice ale sistemelor pentru a măsura modificări fizice și caracteristici mici în acele sisteme.
Următoarea generație de tehnologie de detectare cuantică este proiectată pentru a fi mai mică, mai ușoară și mai rentabilă decât predecesorul său și oferă o rezoluție de măsurare incredibil de mare în comparație cu tehnologiile tradiționale de detectare. Cazurile de utilizare incipiente includ măsurători de control al calității pe produse de înaltă calitate prin identificarea defectelor minuscule, măsurători riguroase pe produse de precizie și teste nedistructive prin măsurarea a ceea ce este ascuns sub suprafață.
Barierele actuale în calea adoptării tehnologiilor de detectare cuantică de ultimă generație includ costurile și timpul de dezvoltare, care ar putea întârzia adoptarea în întreaga industrie. Alte provocări includ integrarea de noi senzori cu cadrele de date existente și standardizarea în industrie - probleme care reflectă multe dintre provocările adoptării și asimilării tehnologiilor emergente. Industriile care sunt mai puțin sensibile la preț și care vor beneficia cel mai mult vor prelua conducerea. Odată ce industriile de apărare, biotehnologie și auto au demonstrat aplicațiile și cazurile de afaceri pentru aceste tehnologii sensibile, vor apărea cazuri de utilizare suplimentare pe măsură ce tehnologia evoluează și se extinde. Metodele și tehnicile de măsurare la rezoluții mai mari vor deveni și mai importante pe măsură ce industria de producție adoptă noi tehnologii pentru a îmbunătăți acuratețea și flexibilitatea fără a sacrifica calitatea sau productivitatea.
Este important să ne concentrăm asupra beneficiilor care pot fi realizate prin combinarea altor tehnologii de vârf cu detectarea cuantică, cum ar fi rețelele fără fir. Industriile legate de producție, cum ar fi construcțiile și mineritul, vor beneficia și ele. Dacă tehnologia poate dezvolta acești senzori pentru a fi suficient de mici și de ieftini, ei ar putea să își facă loc și în smartphone-ul tău.
Ora postării: 30-ian-2024