V tomto článku probereme typy technologií kvantového snímání, jejich dopad na výrobu a kam tento obor směřuje. Věřte tomu nebo ne, kvantové snímání je oblast technologie, která existuje již více než 50 let a nyní je široce používána v laserech, jako je LIDAR, magnetická rezonance (MRI) a fotovoltaické články.
Přestože společnost již využívá výhod těchto technologií, nejsou tak známé jako široce diskutované kvantové výpočty a kvantové komunikace. Často zmiňovaná „kvantová výhoda“ odkazuje na schopnost kvantových počítačů řešit problémy ve velmi krátkých časových úsecích, díky čemuž jsou dříve nepraktické a složité problémy proveditelné. O kvantové komunikaci se často diskutuje v souvislosti s kybernetickou bezpečností. Obě oblasti rychle rostou, ale ještě několik let jim chybí, aby se staly všudypřítomnými.
Hlavní přístupy ke kvantovému snímání jsou fotonika a systémy v pevné fázi. Fotonika se zabývá manipulací se světlem různými způsoby, zatímco polovodičové systémy se zabývají senzory, které jsou ve známém kvantovém stavu, který se mění v důsledku interakce s podnětem (to, co chcete měřit). V rámci těchto přístupů spadají technologie kvantového snímání do pěti různých kategorií a vzájemně se doplňují.
(1) Kvantové zobrazování- použití kvantového lidaru/radaru k detekci pohybujících se nebo skrytých objektů, přičemž nejznámější oblastí použití je národní obrana.
(2) Kvantové elektromagnetické senzory- Tyto senzory měří dynamická elektromagnetická pole pomocí center prázdných míst dusíku, atomových par a supravodivých obvodů. Používají se také v obranných aplikacích, ale používají se také ve zdravotnictví, jako je MRI.
(3) Gravimetry& Gradiometry- Měří sílu a variaci gravitačního pole, resp. Současné aplikace zahrnují geofyzikální jevy v podpovrchu a používají se hlavně v energetickém sektoru k hledání nádrží.
(4) Teploměry& Barometry (MuklidňujícíTteplota& AatmosférickýPujištění,Rresp.)- tyto specializované nástroje jsou mnohem citlivější než ty, které se běžně používají, a dosahují vyšší přesnosti v kritických aplikacích, jako jsou ponorky nebo letadla, pomocí mraků studených atomů a supravodivých zařízení s kvantovým rozhraním.
(5) SpecifickéSsensingAaplikacíWiQuantumCvýpočetní popřCkomunikace popřA CkombinaceBdalší- tyto aplikace je třeba dále rozvíjet, protože kvantové výpočetní a komunikační technologie dozrávají.
Zpočátku byla technologie kvantového snímání používána v produktech, které dnes běžně vidíme, jako jsou digitální fotoaparáty. Nová generace technologie kvantového snímání, která se stane komerčně dostupnou, bude pro výrobce přínosem v mnoha ohledech: poskytnutím extrémně vysoké citlivosti při měření, kde je vyžadována přesnost a přesnost, a pravidelným vznikem nových případů použití v letectví, biomedicíně, chemickém průmyslu. v automobilovém a telekomunikačním průmyslu. To je možné, protože tyto senzory využívají kvantové vlastnosti systémů k měření malých fyzikálních změn a vlastností v těchto systémech.
Nová generace technologie kvantového snímání je navržena tak, aby byla menší, lehčí a nákladově efektivnější než její předchůdce, a nabízí neuvěřitelně vysoké rozlišení měření ve srovnání s tradičními technologiemi snímání. Mezi rané případy použití patří měření kontroly kvality na vysoce kvalitních produktech identifikací drobných defektů, přísná měření na přesných produktech a nedestruktivní testování měřením toho, co se skrývá pod povrchem.
Současné překážky pro přijetí technologií kvantového snímání nové generace zahrnují náklady na vývoj a čas, což by mohlo zpozdit přijetí v celém odvětví. Mezi další výzvy patří integrace nových senzorů se stávajícími datovými rámcemi a standardizace v rámci odvětví – problémy, které odrážejí mnohé z výzev spojených s přijetím a asimilací nově vznikajících technologií. Prvenství převezmou odvětví, která jsou méně citlivá na cenu a budou z toho mít největší prospěch. Jakmile obranný, biotechnologický a automobilový průmysl předvedou aplikace a obchodní případy pro tyto citlivé technologie, objeví se další případy použití s tím, jak se technologie vyvíjí a škáluje. Metody a techniky pro měření s vyšším rozlišením se stanou ještě důležitějšími, protože výrobní průmysl přijímá nové technologie ke zlepšení přesnosti a flexibility, aniž by se obětovala kvalita nebo produktivita.
Je důležité zaměřit se na výhody, které lze realizovat kombinací dalších předních technologií s kvantovým snímáním, jako jsou bezdrátové sítě. Profitovat budou i průmyslová odvětví související s výrobou, jako je stavebnictví a těžba. Pokud technologie dokáže vyvinout tyto senzory tak, aby byly dostatečně malé a levné, mohly by se potenciálně dostat i do vašeho smartphonu.
Čas odeslání: 30. ledna 2024