U ovom članku raspravljat ćemo o vrstama tehnologija kvantnog očitavanja, njihovom utjecaju na proizvodnju i smjeru u kojem se područje razvija. Vjerovali ili ne, kvantno očitavanje je područje tehnologije koje postoji već više od 50 godina i sada se široko koristi u laserima poput LIDAR-a, magnetskoj rezonanciji (MRI) i fotonaponskim ćelijama.
Iako društvo već uživa u prednostima ovih tehnologija, one nisu toliko poznate kao široko raspravljano kvantno računarstvo i kvantna komunikacija. Često spominjana "kvantna prednost" odnosi se na sposobnost kvantnih računala da rješavaju probleme u vrlo kratkim vremenskim razdobljima, čineći prethodno nepraktične i složene probleme izvedivim. Kvantna komunikacija se često raspravlja u kontekstu kibernetičke sigurnosti. Oba područja brzo rastu, ali su još uvijek nekoliko godina udaljena od toga da postanu sveprisutna.
Glavni pristupi kvantnom očitavanju su fotonika i sustavi čvrstog stanja. Fotonika se bavi manipulacijom svjetlosti na različite načine, dok se sustavi čvrstog stanja bave senzorima koji su u poznatom kvantnom stanju koje se mijenja kao rezultat interakcije s podražajem (onim što želite izmjeriti). Unutar ovih pristupa, tehnologije kvantnog očitavanja spadaju u pet različitih kategorija i imaju komplementarne prednosti.
(1) Kvantno snimanje- korištenje kvantnog lidara/radara za otkrivanje pokretnih ili skrivenih objekata, s najpoznatijim područjem primjene nacionalna obrana.
(2) Kvantni elektromagnetski senzori- Ovi senzori mjere dinamička elektromagnetska polja koristeći centre dušikovih praznina, atomske pare i supravodljive krugove. Koriste se i u obrambenim primjenama, ali i u zdravstvu, poput magnetske rezonancije.
(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 puno osjetljiviji od onih koji se inače koriste i postižu veću točnost u kritičnim primjenama poput podmornica ili zrakoplova korištenjem oblaka hladnih atoma i supravodljivih kvantnih sučeljnih uređaja.
(5) SpecifičnoSensingAaplikacijeWithQkvantumCračunanje iliCkomunikacije iliA CkombinacijaBdrugi- ove aplikacije potrebno je dalje razvijati kako kvantno računalstvo i komunikacijske tehnologije budu sazrijevale.
U početku se kvantna senzorska tehnologija koristila u proizvodima koje danas uobičajeno viđamo, poput digitalnih fotoaparata. Sljedeća generacija kvantne senzorske tehnologije koja postane komercijalno dostupna koristit će proizvođačima na više načina: pružanjem izuzetno visoke osjetljivosti u mjerenjima gdje su potrebni preciznost i točnost te redovitom pojavom novih slučajeva upotrebe u zrakoplovnoj, biomedicinskoj, kemijskoj, automobilskoj i telekomunikacijskoj industriji. To je moguće jer ovi senzori koriste kvantna svojstva sustava za mjerenje malih fizičkih promjena i značajki u tim sustavima.
Sljedeća generacija tehnologije kvantnog očitavanja dizajnirana je da bude manja, lakša i isplativija od svog prethodnika te nudi nevjerojatno visoku rezoluciju mjerenja u usporedbi s tradicionalnim tehnologijama očitavanja. Rani slučajevi upotrebe uključuju mjerenja kontrole kvalitete na visokokvalitetnim proizvodima identificiranjem sitnih nedostataka, rigorozna mjerenja na preciznim proizvodima i nerazorna ispitivanja mjerenjem onoga što je skriveno ispod površine.
Trenutne prepreke prihvaćanju kvantnih senzorskih tehnologija sljedeće generacije uključuju troškove razvoja i vrijeme, što bi moglo odgoditi prihvaćanje u cijeloj industriji. Ostali izazovi uključuju integraciju novih senzora s postojećim okvirima podataka i standardizaciju unutar industrije - pitanja koja odražavaju mnoge izazove prihvaćanja 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 mjerenja pri višim rezolucijama postat će još važnije kako proizvodna industrija prihvaća nove tehnologije kako bi poboljšala točnost i fleksibilnost bez žrtvovanja kvalitete ili produktivnosti.
Važno je usredotočiti se na prednosti koje se mogu ostvariti kombiniranjem drugih vodećih tehnologija s kvantnim senzorima, poput bežičnih mreža. Industrije povezane s proizvodnjom, poput građevinarstva i rudarstva, također će imati koristi. Ako tehnologija uspije razviti ove senzore da budu dovoljno mali i jeftini, potencijalno bi mogli pronaći svoje mjesto i u vašem pametnom telefonu.
Vrijeme objave: 30. siječnja 2024.