I denne artikkelen vil vi diskutere typene kvantesensorteknologier, deres innvirkning på produksjon og hvor feltet er på vei. Tro det eller ei, kvantesansing er et teknologifelt som har eksistert i mer enn 50 år og er nå mye brukt i lasere som LIDAR, magnetisk resonansavbildning (MRI) og fotovoltaiske celler.
Selv om samfunnet allerede nyter godt av fordelene med disse teknologiene, er de ikke like kjent som den mye omtalte kvantedatabehandlingen og kvantekommunikasjonen. Den ofte siterte "kvantefordelen" refererer til kvantedatamaskiners evne til å løse problemer på svært korte tidsrom, noe som gjør tidligere upraktiske og komplekse problemer gjennomførbare. Kvantekommunikasjon blir ofte diskutert i sammenheng med cybersikkerhet. Begge områdene vokser raskt, men er fortsatt flere år unna å bli allestedsnærværende.
De viktigste tilnærmingene til kvantesansing er fotonikk og faststoffsystemer. Fotonikk omhandler manipulering av lys på en rekke måter, mens solid state-systemer omhandler sensorer som er i en kjent kvantetilstand som endres som et resultat av interaksjon med en stimulus (det du ønsker å måle). Innenfor disse tilnærmingene faller kvantesensorteknologier inn i fem forskjellige kategorier og har komplementære styrker.
(1) Kvanteavbildning- bruk av kvantelidar/radar for å oppdage bevegelige eller skjulte objekter, hvor det mest kjente bruksområdet er nasjonalt forsvar.
(2) Kvanteelektromagnetiske sensorer– Disse sensorene måler dynamiske elektromagnetiske felt ved å bruke nitrogenfrie sentre, atomdamper og superledende kretser. De brukes også i forsvarsapplikasjoner, men brukes også i helsevesenet, for eksempel MR-er.
(3) Gravimeter& Gradiometre– De måler henholdsvis styrken og variasjonen til gravitasjonsfeltet. Gjeldende bruksområder inkluderer geofysiske fenomener i undergrunnen og brukes hovedsakelig i energisektoren for å finne reservoarer.
(4) Termometre& Barometre (MlettelseTemperature& AstemningsfullePforsikre deg,Rhenholdsvis)- Disse spesialiserte verktøyene er mye mer følsomme enn de som vanligvis brukes, og oppnår høyere nøyaktighet i kritiske applikasjoner som ubåter eller fly gjennom bruk av kalde atomskyer og superledende kvantegrensesnittenheter.
(5) SpesifiktSensingAapplikasjonerWithQuantumComputing ellerCkommunikasjon ellerA Ckombinasjon avBannet- Disse applikasjonene må videreutvikles etter hvert som kvantedatabehandling og kommunikasjonsteknologier modnes.
Opprinnelig ble kvantesensorteknologi brukt i produkter vi ofte ser i dag, for eksempel digitale kameraer. Den neste generasjonen av kvantesensorteknologi som blir kommersielt tilgjengelig vil være til fordel for produsenter på en rekke måter: ved å gi ekstremt høy følsomhet i målinger der presisjon og nøyaktighet kreves, og ved regelmessig fremvekst av nye brukstilfeller i romfart, biomedisinsk, kjemisk , bilindustrien og telekommunikasjonsindustrien. Dette er mulig fordi disse sensorene bruker kvanteegenskapene til systemene for å måle små fysiske endringer og funksjoner i disse systemene.
Neste generasjon kvantesensorteknologi er designet for å være mindre, lettere og mer kostnadseffektiv enn forgjengeren, og tilbyr utrolig høy måleoppløsning sammenlignet med tradisjonelle sensorteknologier. Tidlige brukstilfeller inkluderer kvalitetskontrollmålinger på høykvalitetsprodukter ved å identifisere små defekter, strenge målinger på presisjonsprodukter og ikke-destruktiv testing ved å måle hva som er skjult under overflaten.
Nåværende barrierer for å ta i bruk neste generasjons kvantesensorteknologier inkluderer utviklingskostnader og tid, noe som kan forsinke bruken i bransjen. Andre utfordringer inkluderer integrering av nye sensorer med eksisterende datarammeverk og standardisering innen industrien – problemer som gjenspeiler mange av utfordringene med å ta i bruk og assimilere nye teknologier. Bransjer som er mindre prissensitive og vil tjene mest på vil ta ledelsen. Når forsvars-, bioteknologi- og bilindustrien har demonstrert applikasjoner og forretningstilfeller for disse sensitive teknologiene, vil flere brukssaker dukke opp etter hvert som teknologien utvikler seg og skalerer. Metoder og teknikker for måling med høyere oppløsninger vil bli enda viktigere ettersom produksjonsindustrien tar i bruk nye teknologier for å forbedre nøyaktighet og fleksibilitet uten å ofre kvalitet eller produktivitet.
Det er viktig å fokusere på fordelene som kan realiseres ved å kombinere andre ledende teknologier med kvantesensing, for eksempel trådløse nettverk. Produksjonsrelaterte næringer, som bygg og anlegg og gruvedrift, vil også tjene på det. Hvis teknologien kan utvikle disse sensorene til å være små og billige nok, kan de potensielt komme inn i smarttelefonen din også.
Innleggstid: 30-jan-2024