In hierdie artikel sal ons die tipes kwantumwaarnemingstegnologieë bespreek, hul impak op vervaardiging en waarheen die veld op pad is. Glo dit of nie, kwantumwaarneming is 'n veld van tegnologie wat al meer as 50 jaar bestaan en word nou wyd gebruik in lasers soos LIDAR, magnetiese resonansiebeelding (MRI) en fotovoltaïese selle.
Alhoewel die samelewing reeds die voordele van hierdie tegnologieë geniet, is hulle nie so bekend soos die wydbesproke kwantumrekenaars en kwantumkommunikasie nie. Die dikwels aangehaalde "kwantumvoordeel" verwys na die vermoë van kwantumrekenaars om probleme in baie kort tydperke op te los, wat voorheen onpraktiese en komplekse probleme haalbaar maak. Kwantumkommunikasie word dikwels in die konteks van kuberveiligheid bespreek. Albei gebiede groei vinnig, maar is nog etlike jare weg daarvan om alomteenwoordig te word.
Die hoofbenaderings tot kwantumwaarneming is fotonika en vastestofstelsels. Fotonika handel oor die manipulasie van lig op 'n verskeidenheid maniere, terwyl vastestofstelsels handel oor sensors wat in 'n bekende kwantumtoestand is wat verander as gevolg van interaksie met 'n stimulus (wat jy wil meet). Binne hierdie benaderings val kwantumwaarnemingstegnologieë in vyf verskillende kategorieë en het aanvullende sterkpunte.
(1) Kwantumbeelding- die gebruik van kwantumlidar/radar om bewegende of versteekte voorwerpe op te spoor, met die bekendste toepassingsgebied nasionale verdediging.
(2) Kwantum-elektromagnetiese sensors- Hierdie sensors meet dinamiese elektromagnetiese velde met behulp van stikstof-leegheidsentrums, atoomdampe en supergeleidende stroombane. Hulle word ook in verdedigingstoepassings gebruik, maar word ook in gesondheidsorg, soos MRI's, gebruik.
(3) Gravimeters& Gradiometers- Hulle meet onderskeidelik die sterkte en variasie van die swaartekragveld. Huidige toepassings sluit geofisiese verskynsels in die ondergrond in en word hoofsaaklik in die energiesektor gebruik om reservoirs te vind.
(4) Termometers& Barometers (MverligtingTtemperatuur& AtmosferiesPverseker,Ronderskeidelik)- hierdie gespesialiseerde gereedskap is baie meer sensitief as dié wat normaalweg gebruik word, en bereik hoër akkuraatheid in kritieke toepassings soos duikbote of vliegtuie deur die gebruik van koue atoomwolke en supergeleidende kwantumkoppelvlaktoestelle.
(5) SpesifiekSensingAtoepassingsWithQuantumCberekening ofCommunikasies ofA Csamevoeging vanBander- hierdie toepassings moet verder ontwikkel word namate kwantumrekenaar- en kommunikasietegnologie volwasse word.
Aanvanklik is kwantumwaarnemingstegnologie gebruik in produkte wat ons vandag algemeen sien, soos digitale kameras. Die volgende generasie kwantumwaarnemingstegnologie wat kommersieel beskikbaar word, sal vervaardigers op 'n aantal maniere bevoordeel: deur uiters hoë sensitiwiteit in metings te verskaf waar presisie en akkuraatheid vereis word, en deur die gereelde opkoms van nuwe gebruiksgevalle in die lugvaart, biomediese, chemiese , motor- en telekommunikasiebedrywe. Dit is moontlik omdat hierdie sensors die kwantum-eienskappe van stelsels gebruik om klein fisiese veranderinge en kenmerke in daardie stelsels te meet.
Die volgende generasie kwantumwaarnemingstegnologie is ontwerp om kleiner, ligter en meer kostedoeltreffend as sy voorganger te wees, en bied ongelooflike hoë meetresolusie in vergelyking met tradisionele waarnemingstegnologieë. Vroeë gebruiksgevalle sluit gehaltebeheermetings op produkte van hoë gehalte in deur klein defekte te identifiseer, streng metings op presisieprodukte en nie-vernietigende toetsing deur te meet wat onder die oppervlak versteek is.
Huidige hindernisse vir die aanvaarding van die volgende generasie kwantumwaarnemingstegnologie sluit in ontwikkelingskoste en tyd, wat aanvaarding in die bedryf kan vertraag. Ander uitdagings sluit in integrasie van nuwe sensors met bestaande dataraamwerke en standaardisering binne die industrie - kwessies wat baie van die uitdagings van die aanvaarding en assimileer van opkomende tegnologie weerspieël. Nywerhede wat minder pryssensitief is en die meeste baat sal vind, sal die voortou neem. Sodra die verdedigings-, biotegnologie- en motorbedryf toepassings en sakegevalle vir hierdie sensitiewe tegnologieë gedemonstreer het, sal bykomende gebruiksgevalle na vore kom soos die tegnologie ontwikkel en skaal. Metodes en tegnieke om teen hoër resolusies te meet sal selfs belangriker word namate die vervaardigingsbedryf nuwe tegnologieë aanneem om akkuraatheid en buigsaamheid te verbeter sonder om kwaliteit of produktiwiteit in te boet.
Dit is belangrik om te fokus op die voordele wat verwesenlik kan word deur ander toonaangewende tegnologieë met kwantumwaarneming, soos draadlose netwerke, te kombineer. Vervaardigingsverwante bedrywe, soos konstruksie en mynbou, sal ook baat vind. As tegnologie hierdie sensors kan ontwikkel om klein en goedkoop genoeg te wees, kan hulle moontlik ook in jou slimfoon inkom.
Postyd: Jan-30-2024