Šiame straipsnyje aptarsime kvantinių jutiklių technologijų tipus, jų poveikį gamybai ir šios srities vystymosi kryptį. Tikėkite ar ne, kvantiniai jutikliai yra technologijų sritis, kuri egzistuoja jau daugiau nei 50 metų ir dabar plačiai naudojama lazeriuose, tokiuose kaip LIDAR, magnetinio rezonanso tomografijoje (MRT) ir fotovoltiniuose elementuose.
Nors visuomenė jau naudojasi šių technologijų teikiama nauda, jos nėra taip gerai žinomos kaip plačiai aptarinėjami kvantiniai skaičiavimai ir kvantinė komunikacija. Dažnai cituojamas „kvantinis pranašumas“ reiškia kvantinių kompiuterių gebėjimą išspręsti problemas per labai trumpą laiką, todėl anksčiau nepraktiškos ir sudėtingos problemos tampa įmanomos. Kvantinė komunikacija dažnai aptariama kibernetinio saugumo kontekste. Abi sritys sparčiai auga, tačiau dar keleri metai iki jų paplitimo.
Pagrindiniai kvantinio jutimo metodai yra fotonika ir kietojo kūno sistemos. Fotonika nagrinėja šviesos manipuliavimą įvairiais būdais, o kietojo kūno sistemos yra susijusios su jutikliais, kurie yra žinomoje kvantinėje būsenoje, kuri keičiasi sąveikaujant su stimuliu (tai, ką norite išmatuoti). Pagal šiuos metodus kvantinio jutimo technologijos skirstomos į penkias skirtingas kategorijas ir turi viena kitą papildančių privalumų.
(1) Kvantinis vaizdavimas- kvantinio lidaro / radaro naudojimas judantiems arba paslėptiems objektams aptikti, o geriausiai žinoma taikymo sritis yra nacionalinė gynyba.
(2) Kvantiniai elektromagnetiniai jutikliai– Šie jutikliai matuoja dinaminius elektromagnetinius laukus naudodami azoto vakansijų centrus, atominius garus ir superlaidžias grandines. Jie taip pat naudojami gynybos srityje, bet taip pat ir sveikatos priežiūros srityje, pavyzdžiui, atliekant MRT tyrimus.
(3) Gravimetraiir Gradiometrai- Jie atitinkamai matuoja gravitacijos lauko stiprumą ir kitimą. Dabartiniai taikymai apima geofizinius reiškinius po žeme ir daugiausia naudojami energetikos sektoriuje rezervuarams rasti.
(4) Termometraiir Barometrai (MmatavimasTtemperatūrair AtmosferosPužtikrintiRypač)– šie specializuoti įrankiai yra daug jautresni nei įprastai naudojami ir pasiekia didesnį tikslumą kritinėse srityse, tokiose kaip povandeniniai laivai ar orlaiviai, naudojant šaltuosius atomų debesis ir superlaidžius kvantinės sąsajos įrenginius.
(5) KonkretusSįtvirtinimasAparaiškosWithQuantumCskaičiavimas arbaCkomunikacijos arbaA CderinysBkita– šias programas reikia toliau plėtoti, kvantinėms skaičiavimams ir ryšių technologijoms bręstant.
Iš pradžių kvantinių jutiklių technologija buvo naudojama šiandien įprastuose produktuose, tokiuose kaip skaitmeniniai fotoaparatai. Naujos kartos kvantinių jutiklių technologija, kuri taps komerciškai prieinama, gamintojams bus naudinga įvairiais būdais: užtikrindama itin didelį jautrumą matavimuose, kur reikalingas tikslumas ir tikslumas, ir nuolat atsiras naujų naudojimo atvejų aviacijos ir kosmoso, biomedicinos, chemijos, automobilių ir telekomunikacijų pramonės šakose. Tai įmanoma, nes šie jutikliai naudoja sistemų kvantines savybes, kad matuotų mažus fizinius pokyčius ir savybes šiose sistemose.
Naujos kartos kvantinių jutiklių technologija sukurta taip, kad būtų mažesnė, lengvesnė ir ekonomiškesnė nei jos pirmtakė, ir pasižymėtų neįtikėtinai didele matavimo skiriamąja geba, palyginti su tradicinėmis jutiklių technologijomis. Ankstyvieji naudojimo atvejai apima aukštos kokybės gaminių kokybės kontrolės matavimus, nustatant smulkius defektus, griežtus tiksliųjų gaminių matavimus ir neardomuosius bandymus, matuojant tai, kas paslėpta po paviršiumi.
Dabartinės kliūtys, trukdančios diegti naujos kartos kvantinių jutiklių technologijas, yra kūrimo išlaidos ir laikas, kurie gali atidėti jų diegimą visoje pramonėje. Kiti iššūkiai yra naujų jutiklių integravimas su esamomis duomenų sistemomis ir standartizavimas pramonėje – problemos, kurios atspindi daugelį iššūkių, kylančių diegiant ir įsisavinant naujas technologijas. Pramonės šakos, kurios yra mažiau jautrios kainoms ir gaus daugiausia naudos, imsis lyderio vaidmens. Kai gynybos, biotechnologijų ir automobilių pramonės šakos pademonstruos šių jautrių technologijų pritaikymą ir verslo atvejus, technologijoms tobulėjant ir plečiantis, atsiras papildomų naudojimo atvejų. Metodai ir būdai, skirti matavimui didesne skiriamąja geba, taps dar svarbesni, nes gamybos pramonė diegs naujas technologijas, siekdama pagerinti tikslumą ir lankstumą neaukodama kokybės ar našumo.
Svarbu sutelkti dėmesį į privalumus, kuriuos galima gauti derinant kitas pirmaujančias technologijas su kvantiniais jutikliais, pavyzdžiui, belaidžiais tinklais. Naudos gaus ir su gamyba susijusios pramonės šakos, tokios kaip statyba ir kasyba. Jei technologijos leis šiuos jutiklius sukurti pakankamai mažus ir pigius, jie gali atsirasti ir jūsų išmaniuosiuose telefonuose.
Įrašo laikas: 2024 m. sausio 30 d.