Sa artikulong ito, tatalakayin natin ang mga uri ng mga teknolohiya ng quantum sensing, ang epekto nito sa pagmamanupaktura, at kung saan patungo ang larangan. Maniwala ka man o hindi, ang quantum sensing ay isang larangan ng teknolohiya na umiral nang higit sa 50 taon at ngayon ay malawakang ginagamit sa mga laser gaya ng LIDAR, magnetic resonance imaging (MRI), at photovoltaic cells.
Bagama't tinatamasa na ng lipunan ang mga pakinabang ng mga teknolohiyang ito, hindi sila gaanong kilala gaya ng malawakang tinatalakay na quantum computing at quantum communications. Ang madalas na binabanggit na "quantum advantage" ay tumutukoy sa kakayahan ng mga quantum computer na lutasin ang mga problema sa napakaikling yugto ng panahon, na ginagawang posible ang dati nang hindi praktikal at kumplikadong mga problema. Ang mga quantum na komunikasyon ay madalas na tinatalakay sa konteksto ng cybersecurity. Ang parehong mga lugar ay mabilis na lumalaki, ngunit ilang taon pa ang layo mula sa pagiging nasa lahat ng dako.
Ang mga pangunahing diskarte sa quantum sensing ay photonics at solid-state system. Ang Photonics ay tumatalakay sa pagmamanipula ng liwanag sa iba't ibang paraan, habang ang mga solid-state system ay nakikitungo sa mga sensor na nasa isang kilalang quantum state na nagbabago bilang resulta ng pakikipag-ugnayan sa isang stimulus (kung ano ang gusto mong sukatin). Sa loob ng mga pamamaraang ito, ang mga teknolohiya ng quantum sensing ay nahahati sa limang magkakaibang kategorya at may mga pantulong na lakas.
(1) Quantum Imaging- ang paggamit ng quantum lidar/radar upang makita ang gumagalaw o nakatagong mga bagay, na ang pinakakilalang lugar ng aplikasyon ay ang pambansang depensa.
(2) Mga Quantum Electromagnetic Sensor- Sinusukat ng mga sensor na ito ang mga dynamic na electromagnetic field gamit ang mga nitrogen vacancy center, atomic vapor, at superconducting circuit. Ginagamit din ang mga ito sa mga application ng pagtatanggol, ngunit ginagamit din sa pangangalagang pangkalusugan, tulad ng mga MRI.
(3) Gravimeterat Gmga radiometer- Sinusukat nila ang lakas at pagkakaiba-iba ng gravity field, ayon sa pagkakabanggit. Kasama sa mga kasalukuyang aplikasyon ang geophysical phenomena sa subsurface at pangunahing ginagamit sa sektor ng enerhiya upang maghanap ng mga reservoir.
(4) Mga thermometerat Bmga arometer (MeasuringTemperadorat AtmosphericPressure,Rayon sa pagkakabanggit)- ang mga espesyal na tool na ito ay mas sensitibo kaysa sa mga karaniwang ginagamit, at nakakamit ang mas mataas na katumpakan sa mga kritikal na aplikasyon tulad ng mga submarino o sasakyang panghimpapawid sa pamamagitan ng paggamit ng mga cold atom cloud at superconducting quantum interface device.
(5) TukoySensingApplicationsWithQuantumComputing oCkomunikasyon oA Combinasyon ngBoth- Ang mga application na ito ay kailangang higit pang mabuo habang ang quantum computing at mga teknolohiya ng komunikasyon ay mature na.
Sa una, ginamit ang teknolohiya ng quantum sensing sa mga produktong karaniwan nating nakikita ngayon, gaya ng mga digital camera. Ang susunod na henerasyon ng teknolohiyang quantum sensing na magiging available sa komersyo ay makikinabang sa mga tagagawa sa maraming paraan: sa pamamagitan ng pagbibigay ng napakataas na sensitivity sa mga sukat kung saan kinakailangan ang katumpakan at katumpakan, at sa pamamagitan ng regular na paglitaw ng mga bagong kaso ng paggamit sa aerospace, biomedical, chemical , industriya ng sasakyan, at telekomunikasyon. Posible ito dahil ginagamit ng mga sensor na ito ang mga quantum properties ng mga system para sukatin ang maliliit na pisikal na pagbabago at feature sa mga system na iyon.
Ang susunod na henerasyon ng teknolohiya ng quantum sensing ay idinisenyo upang maging mas maliit, mas magaan, at mas cost-effective kaysa sa hinalinhan nito, at nag-aalok ng hindi kapani-paniwalang mataas na resolution ng pagsukat kumpara sa mga tradisyonal na teknolohiya ng sensing. Kasama sa mga maagang kaso ng paggamit ang mga pagsukat ng kontrol sa kalidad sa mga de-kalidad na produkto sa pamamagitan ng pagtukoy sa maliliit na depekto, mahigpit na pagsukat sa mga produktong precision, at hindi mapanirang pagsubok sa pamamagitan ng pagsukat kung ano ang nakatago sa ilalim ng ibabaw.
Kasama sa mga kasalukuyang hadlang sa pag-aampon ng mga susunod na henerasyong teknolohiya ng quantum sensing ang mga gastos at oras sa pag-unlad, na maaaring makapagpaantala sa pag-aampon sa buong industriya. Kasama sa iba pang mga hamon ang pagsasama ng mga bagong sensor sa mga umiiral nang data framework at standardisasyon sa loob ng industriya - mga isyu na sumasalamin sa marami sa mga hamon ng pag-ampon at pag-asimilasyon ng mga umuusbong na teknolohiya. Mangunguna ang mga industriyang hindi gaanong sensitibo sa presyo at higit na makikinabang. Kapag ang mga industriya ng depensa, biotech, at automotive ay nagpakita ng mga aplikasyon at mga kaso ng negosyo para sa mga sensitibong teknolohiyang ito, lalabas ang mga karagdagang kaso ng paggamit habang umuunlad at lumalago ang teknolohiya. Ang mga pamamaraan at pamamaraan para sa pagsukat sa mas matataas na mga resolusyon ay magiging mas mahalaga habang ang industriya ng pagmamanupaktura ay gumagamit ng mga bagong teknolohiya upang mapabuti ang katumpakan at kakayahang umangkop nang hindi sinasakripisyo ang kalidad o produktibidad.
Mahalagang tumuon sa mga benepisyong maaaring matamo sa pamamagitan ng pagsasama-sama ng iba pang nangungunang teknolohiya sa quantum sensing, gaya ng mga wireless network. Makikinabang din ang mga industriyang nauugnay sa pagmamanupaktura, tulad ng konstruksiyon at pagmimina. Kung ang teknolohiya ay maaaring bumuo ng mga sensor na ito upang maging maliit at mura, maaari rin silang makapasok sa iyong smartphone.
Oras ng post: Ene-30-2024