Dalam artikel ini, kita akan membincangkan jenis teknologi penderiaan kuantum, kesannya terhadap pembuatan, dan ke mana bidang itu dituju. Percaya atau tidak, penderiaan kuantum adalah bidang teknologi yang telah wujud selama lebih daripada 50 tahun dan kini digunakan secara meluas dalam laser seperti LIDAR, pengimejan resonans magnetik (MRI), dan sel fotovoltaik.
Walaupun masyarakat sudah menikmati faedah teknologi ini, ia tidak begitu dikenali sebagai pengkomputeran kuantum dan komunikasi kuantum yang dibincangkan secara meluas. "Kelebihan kuantum" yang sering disebut merujuk kepada keupayaan komputer kuantum untuk menyelesaikan masalah dalam tempoh masa yang sangat singkat, menjadikan masalah yang sebelum ini tidak praktikal dan kompleks boleh dilaksanakan. Komunikasi kuantum sering dibincangkan dalam konteks keselamatan siber. Kedua-dua kawasan berkembang pesat, tetapi masih beberapa tahun lagi untuk menjadi di mana-mana.
Pendekatan utama untuk penderiaan kuantum ialah fotonik dan sistem keadaan pepejal. Photonics berurusan dengan manipulasi cahaya dalam pelbagai cara, manakala sistem keadaan pepejal berurusan dengan penderia yang berada dalam keadaan kuantum yang diketahui yang berubah akibat interaksi dengan rangsangan (apa yang anda ingin ukur). Dalam pendekatan ini, teknologi penderiaan kuantum terbahagi kepada lima kategori berbeza dan mempunyai kekuatan yang saling melengkapi.
(1) Pengimejan Kuantum- penggunaan lidar/radar kuantum untuk mengesan objek bergerak atau tersembunyi, dengan kawasan aplikasi yang paling terkenal ialah pertahanan negara.
(2) Penderia Elektromagnet Kuantum- Penderia ini mengukur medan elektromagnet dinamik menggunakan pusat kekosongan nitrogen, wap atom dan litar superkonduktor. Ia juga digunakan dalam aplikasi pertahanan, tetapi juga digunakan dalam penjagaan kesihatan, seperti MRI.
(3) Gravimeter& Gradiometer- Mereka mengukur kekuatan dan variasi medan graviti, masing-masing. Aplikasi semasa termasuk fenomena geofizik di bawah permukaan dan digunakan terutamanya dalam sektor tenaga untuk mencari takungan.
(4) Termometer& Barometer (MmengecilkanTemperature& AtmosferaPtekankan,Rmasing-masing)- alatan khusus ini jauh lebih sensitif daripada yang biasa digunakan, dan mencapai ketepatan yang lebih tinggi dalam aplikasi kritikal seperti kapal selam atau pesawat melalui penggunaan awan atom sejuk dan peranti antara muka kuantum superkonduktor.
(5) KhususSensingApplicationsWithQuantumCpengiraan atauCkomunikasi atauA Cgabungan daripadaBlain-lain- aplikasi ini perlu dikembangkan lagi apabila teknologi pengkomputeran kuantum dan komunikasi matang.
Pada mulanya, teknologi penderiaan kuantum digunakan dalam produk yang biasa kita lihat hari ini, seperti kamera digital. Teknologi penderiaan kuantum generasi akan datang yang tersedia secara komersial akan memberi manfaat kepada pengeluar dalam beberapa cara: dengan menyediakan kepekaan yang sangat tinggi dalam pengukuran yang memerlukan ketepatan dan ketepatan, dan dengan kemunculan biasa kes penggunaan baharu dalam aeroangkasa, bioperubatan, kimia. , industri automotif dan telekomunikasi. Ini mungkin kerana penderia ini menggunakan sifat kuantum sistem untuk mengukur perubahan fizikal dan ciri kecil dalam sistem tersebut.
Teknologi penderiaan kuantum generasi seterusnya direka bentuk untuk menjadi lebih kecil, ringan dan lebih menjimatkan kos berbanding pendahulunya, dan menawarkan resolusi pengukuran yang sangat tinggi berbanding teknologi penderiaan tradisional. Kes penggunaan awal termasuk pengukuran kawalan kualiti pada produk berkualiti tinggi dengan mengenal pasti kecacatan kecil, pengukuran ketat pada produk ketepatan dan ujian tidak merosakkan dengan mengukur apa yang tersembunyi di bawah permukaan.
Halangan semasa terhadap penggunaan teknologi penderiaan kuantum generasi akan datang termasuk kos dan masa pembangunan, yang boleh melambatkan penggunaan merentas industri. Cabaran lain termasuk penyepaduan penderia baharu dengan rangka kerja data sedia ada dan penyeragaman dalam industri - isu yang mencerminkan banyak cabaran untuk menerima pakai dan mengasimilasikan teknologi baru muncul. Industri yang kurang sensitif harga dan akan mendapat manfaat paling banyak akan menerajui. Sebaik sahaja industri pertahanan, bioteknologi dan automotif telah menunjukkan aplikasi dan kes perniagaan untuk teknologi sensitif ini, kes penggunaan tambahan akan muncul apabila teknologi berkembang dan berkembang. Kaedah dan teknik untuk mengukur pada resolusi yang lebih tinggi akan menjadi lebih penting kerana industri pembuatan menggunakan teknologi baharu untuk meningkatkan ketepatan dan fleksibiliti tanpa mengorbankan kualiti atau produktiviti.
Adalah penting untuk memberi tumpuan kepada faedah yang boleh direalisasikan dengan menggabungkan teknologi terkemuka lain dengan penderiaan kuantum, seperti rangkaian tanpa wayar. Industri berkaitan pembuatan, seperti pembinaan dan perlombongan, juga akan mendapat manfaat. Jika teknologi boleh membangunkan penderia ini menjadi cukup kecil dan murah, ia juga berpotensi memasuki telefon pintar anda.
Masa siaran: Jan-30-2024