У гэтым артыкуле мы абмяркуем тыпы тэхналогій квантавых датчыкаў, іх уплыў на вытворчасць і тое, у якім кірунку рухаецца гэтая галіна. Верыце ці не, квантавыя датчыкі — гэта галіна тэхналогій, якая існуе ўжо больш за 50 гадоў і цяпер шырока выкарыстоўваецца ў такіх лазерах, як LIDAR, магнітна-рэзанансная тамаграфія (МРТ) і фотаэлектрычных элементах.
Нягледзячы на тое, што грамадства ўжо карыстаецца перавагамі гэтых тэхналогій, яны не так вядомыя, як шырока абмяркоўваемыя квантавыя вылічэнні і квантавая сувязь. Часта згадваемая «квантавая перавага» адносіцца да здольнасці квантавых кампутараў вырашаць праблемы за вельмі кароткія прамежкі часу, што робіць раней непрактычныя і складаныя праблемы магчымымі. Квантавая сувязь часта абмяркоўваецца ў кантэксце кібербяспекі. Абедзве галіны хутка развіваюцца, але да паўсюднага распаўсюджвання яшчэ некалькі гадоў.
Асноўнымі падыходамі да квантавага датчыка з'яўляюцца фатоніка і цвёрдацельныя сістэмы. Фатоніка займаецца маніпуляцыяй святлом рознымі спосабамі, у той час як цвёрдацельныя сістэмы маюць справу з датчыкамі, якія знаходзяцца ў вядомым квантавым стане, што змяняецца ў выніку ўзаемадзеяння са стымулам (тым, што вы хочаце вымераць). У межах гэтых падыходаў тэхналогіі квантавага датчыка падзяляюцца на пяць розных катэгорый і маюць дапаўняльныя моцныя бакі.
(1) Квантавая візуалізацыя— выкарыстанне квантавага лідара/радара для выяўлення рухомых або схаваных аб'ектаў, прычым найбольш вядомай вобласцю прымянення з'яўляецца нацыянальная абарона.
(2) Квантавыя электрамагнітныя датчыкі- Гэтыя датчыкі вымяраюць дынамічныя электрамагнітныя палі з выкарыстаннем цэнтраў азотных вакансій, атамных пароў і звышправодных ланцугоў. Яны таксама выкарыстоўваюцца ў абаронных мэтах, а таксама ў ахове здароўя, напрыклад, пры МРТ.
(3) Гравіметры& Gрадыёметры— Яны вымяраюць адпаведна сілу і зменлівасць гравітацыйнага поля. Сучасныя прымянення ўключаюць геафізічныя з'явы ў нетрах і ў асноўным выкарыстоўваюцца ў энергетычным сектары для пошуку радовішчаў.
(4) Тэрмометры& Bарометры (MвымярэннеTтэмпература& AатмасферныPсупакой,Rадпаведна)— гэтыя спецыялізаваныя інструменты значна больш адчувальныя, чым тыя, што выкарыстоўваюцца звычайна, і дасягаюць больш высокай дакладнасці ў крытычна важных прымяненнях, такіх як падводныя лодкі або самалёты, дзякуючы выкарыстанню халодных атамных воблакаў і звышправодных квантавых інтэрфейсных прылад.
(5) КанкрэтныяSэнсінгуAпрыкладанняўWithQуантумCвылічэнні абоCкамунікацыі абоA CспалучэннеBіншыя- гэтыя прыкладання патрабуюць далейшага развіцця па меры развіцця квантавых вылічэнняў і камунікацыйных тэхналогій.
Першапачаткова тэхналогія квантавага датчыка выкарыстоўвалася ў прадуктах, якія мы звычайна бачым сёння, такіх як лічбавыя камеры. Наступнае пакаленне тэхналогіі квантавага датчыка, якое стане камерцыйна даступным, прынясе вытворцам шэраг пераваг: забяспечваючы надзвычай высокую адчувальнасць пры вымярэннях, дзе патрабуецца дакладнасць і акуратнасць, а таксама дзякуючы рэгулярнаму з'яўленню новых выпадкаў выкарыстання ў аэракасмічнай, біямедыцынскай, хімічнай, аўтамабільнай і тэлекамунікацыйнай прамысловасці. Гэта магчыма таму, што гэтыя датчыкі выкарыстоўваюць квантавыя ўласцівасці сістэм для вымярэння невялікіх фізічных змен і асаблівасцей у гэтых сістэмах.
Наступнае пакаленне квантавай сэнсарнай тэхналогіі распрацавана так, каб быць меншай па памеры, лягчэйшай і больш эканамічна эфектыўнай, чым папярэдняя, і прапануе неверагодна высокую раздзяляльную здольнасць вымярэнняў у параўнанні з традыцыйнымі сэнсарнымі тэхналогіямі. Раннія выпадкі выкарыстання ўключаюць кантроль якасці высакаякасных вырабаў шляхам выяўлення дробных дэфектаў, строгія вымярэнні дакладных вырабаў і неразбуральны кантроль шляхам вымярэння таго, што схавана пад паверхняй.
Да існуючых перашкод для ўкаранення тэхналогій квантавых датчыкаў наступнага пакалення адносяцца выдаткі на распрацоўку і час, што можа затрымаць іх укараненне ў галіне. Іншыя праблемы ўключаюць інтэграцыю новых датчыкаў з існуючымі сістэмамі апрацоўкі дадзеных і стандартызацыю ў галіне — пытанні, якія адлюстроўваюць многія праблемы ўкаранення і засваення новых тэхналогій. Галіны прамысловасці, якія менш адчувальныя да цаны і атрымаюць найбольшую выгаду, возьмуць на сябе ініцыятыву. Пасля таго, як абаронная, біятэхналагічная і аўтамабільная прамысловасць прадэманструюць прымяненне і бізнес-кейсы для гэтых адчувальных тэхналогій, па меры развіцця і маштабавання тэхналогіі з'явяцца дадатковыя варыянты выкарыстання. Метады і прыёмы вымярэння з больш высокім дазволам стануць яшчэ больш важнымі, паколькі вытворчая прамысловасць укараняе новыя тэхналогіі для павышэння дакладнасці і гнуткасці без шкоды для якасці або прадукцыйнасці.
Важна засяродзіцца на перавагах, якія можна атрымаць, спалучаючы іншыя перадавыя тэхналогіі з квантавымі датчыкамі, такія як бесправадныя сеткі. Выгаду атрымаюць і галіны, звязаныя з вытворчасцю, такія як будаўніцтва і здабыча карысных выкапняў. Калі тэхналогіі змогуць зрабіць гэтыя датчыкі дастаткова малымі і таннымі, яны патэнцыйна могуць патрапіць і ў ваш смартфон.
Час публікацыі: 30 студзеня 2024 г.