У овом чланку ћемо размотрити врсте технологија квантног сензорства, њихов утицај на производњу и куда се ово поље креће. Веровали или не, квантно сензорство је област технологије која постоји више од 50 година и сада се широко користи у ласерима као што су LIDAR, магнетна резонанца (MRI) и фотонапонске ћелије.
Иако друштво већ ужива у предностима ових технологија, оне нису толико познате као широко дискутовано квантно рачунарство и квантне комуникације. Често помињана „квантна предност“ односи се на способност квантних рачунара да решавају проблеме у веома кратким временским периодима, чинећи раније непрактичне и сложене проблеме изводљивим. Квантне комуникације се често разматрају у контексту сајбер безбедности. Обе области брзо расту, али су још увек неколико година удаљене од тога да постану свеприсутне.
Главни приступи квантном сензорству су фотоника и системи чврстог стања. Фотоника се бави манипулацијом светлошћу на различите начине, док се системи чврстог стања баве сензорима који су у познатом квантном стању које се мења као резултат интеракције са стимулусом (оним што желите да измерите). У оквиру ових приступа, технологије квантног сензорства се деле у пет различитих категорија и имају комплементарне предности.
(1) Квантно снимање- употреба квантног лидара/радара за откривање покретних или скривених објеката, при чему је најпознатија област примене национална одбрана.
(2) Квантни електромагнетни сензори- Ови сензори мере динамичка електромагнетна поља користећи центре азотних празнина, атомске паре и суперпроводна кола. Такође се користе у одбрамбеним применама, али се користе и у здравству, као што је магнетна резонанца.
(3) Гравиметри& Gрадиометри- Они мере јачину и варијацију гравитационог поља, респективно. Тренутне примене укључују геофизичке феномене у подземљу и углавном се користе у енергетском сектору за проналажење резервоара.
(4) Термометри& Bарометри (MмерењеTтемпература& AатмосферскиPуверити,Rреспективно)- ови специјализовани алати су много осетљивији од оних који се обично користе и постижу већу тачност у критичним применама као што су подморнице или авиони употребом облака хладних атома и суперпроводних квантних интерфејс уређаја.
(5) СпецифичноSЕнсингAапликацијеWитQквантумCрачунарство илиCкомуникације илиA CкомбинацијаBдруги- ове апликације треба даље развијати како квантне рачунарске и комуникационе технологије буду сазревале.
У почетку се технологија квантног сензора користила у производима које данас уобичајено виђамо, као што су дигитални фотоапарати. Следећа генерација технологије квантног сензора која постане комерцијално доступна користиће произвођачима на више начина: пружањем изузетно високе осетљивости у мерењима где су потребне прецизност и тачност, и редовним појављивањем нових случајева употребе у ваздухопловној, биомедицинској, хемијској, аутомобилској и телекомуникационој индустрији. То је могуће зато што ови сензори користе квантна својства система за мерење малих физичких промена и карактеристика у тим системима.
Следећа генерација квантне сензорске технологије је дизајнирана да буде мања, лакша и исплативија од свог претходника, и нуди невероватно високу резолуцију мерења у поређењу са традиционалним сензорским технологијама. Рани случајеви употребе укључују мерења контроле квалитета на висококвалитетним производима идентификовањем ситних дефеката, ригорозна мерења на прецизним производима и недеструктивна испитивања мерењем онога што је скривено испод површине.
Тренутне препреке усвајању технологија квантног сензора следеће генерације укључују трошкове развоја и време, што би могло да одложи усвајање у целој индустрији. Други изазови укључују интеграцију нових сензора са постојећим оквирима података и стандардизацију унутар индустрије – питања која одражавају многе изазове усвајања и асимилације нових технологија. Индустрије које су мање осетљиве на цене и које ће имати највише користи преузеће вођство. Када одбрамбена, биотехнолошка и аутомобилска индустрија демонстрирају примене и пословне случајеве за ове осетљиве технологије, појавиће се додатни случајеви употребе како се технологија буде развијала и скалирала. Методе и технике за мерење на вишим резолуцијама постаће још важније како производна индустрија усваја нове технологије како би побољшала тачност и флексибилност без жртвовања квалитета или продуктивности.
Важно је фокусирати се на предности које се могу остварити комбиновањем других водећих технологија са квантним сензорима, као што су бежичне мреже. Индустрије повезане са производњом, попут грађевинарства и рударства, такође ће имати користи. Ако технологија може развити ове сензоре да буду довољно мали и јефтини, они би потенцијално могли да се нађу и у вашем паметном телефону.
Време објаве: 30. јануар 2024.