در این مقاله، انواع فنآوریهای سنجش کوانتومی، تأثیر آنها بر تولید و اینکه این حوزه به کجا میرود، بحث خواهیم کرد. باور کنید یا نه، سنجش کوانتومی حوزه ای از فناوری است که بیش از 50 سال است که وجود دارد و اکنون به طور گسترده در لیزرهایی مانند LIDAR، تصویربرداری تشدید مغناطیسی (MRI) و سلول های فتوولتائیک استفاده می شود.
اگرچه جامعه در حال حاضر از مزایای این فناوری ها بهره می برد، اما آنها به اندازه محاسبات کوانتومی و ارتباطات کوانتومی که به طور گسترده مورد بحث قرار گرفته است، شناخته شده نیستند. مزیت کوانتومی که اغلب به آن اشاره میشود به توانایی رایانههای کوانتومی برای حل مسائل در دورههای زمانی بسیار کوتاه اشاره دارد، و مسائلی که قبلاً غیرعملی و پیچیده بودند، امکانپذیر میشوند. ارتباطات کوانتومی اغلب در زمینه امنیت سایبری مورد بحث قرار می گیرد. هر دو منطقه به سرعت در حال رشد هستند، اما هنوز چندین سال تا فراگیر شدن فاصله دارند.
رویکردهای اصلی برای سنجش کوانتومی فوتونیک و سیستمهای حالت جامد هستند. فوتونیک با دستکاری نور به طرق مختلف سر و کار دارد، در حالی که سیستم های حالت جامد با حسگرهایی سر و کار دارند که در یک حالت کوانتومی شناخته شده هستند که در نتیجه برهمکنش با یک محرک (آنچه می خواهید اندازه گیری کنید) تغییر می کند. در این رویکردها، فناوریهای سنجش کوانتومی به پنج دسته مختلف تقسیم میشوند و دارای نقاط قوت مکمل هستند.
(1) تصویربرداری کوانتومی- استفاده از لیدار/رادار کوانتومی برای تشخیص اجسام متحرک یا پنهان، با بهترین حوزه کاربردی شناخته شده دفاع ملی.
(2) سنسورهای الکترومغناطیسی کوانتومی- این حسگرها میدان های الکترومغناطیسی دینامیکی را با استفاده از مراکز خالی نیتروژن، بخارات اتمی و مدارهای ابررسانا اندازه گیری می کنند. آنها همچنین در کاربردهای دفاعی استفاده می شوند، اما همچنین در مراقبت های بهداشتی مانند MRI استفاده می شوند.
(3) وزن سنج& Gرادیومترها- به ترتیب قدرت و تغییرات میدان گرانش را اندازه گیری می کنند. کاربردهای فعلی شامل پدیده های ژئوفیزیکی در زیرسطح است و عمدتاً در بخش انرژی برای یافتن مخازن استفاده می شود.
(4) دماسنج& Bآرومترها (Mتسکین دهندهTدرجه حرارت& AگرمسیریPاطمینان دادن،Rبه ویژه)- این ابزارهای تخصصی بسیار حساس تر از آنهایی هستند که معمولاً مورد استفاده قرار می گیرند و در کاربردهای حیاتی مانند زیردریایی ها یا هواپیماها از طریق استفاده از ابرهای اتمی سرد و دستگاه های واسط کوانتومی ابررسانا به دقت بالاتری دست می یابند.
(5) خاصSانسینگAبرنامه های کاربردیWithQآنتومCمحاسبه یاCارتباطات یاA Cترکیب ازBدیگر- این برنامه ها باید با رشد فناوری های محاسباتی کوانتومی و ارتباطات بیشتر توسعه یابند.
در ابتدا، فناوری سنجش کوانتومی در محصولاتی که امروزه معمولاً می بینیم، مانند دوربین های دیجیتال استفاده می شد. نسل بعدی فناوری سنجش کوانتومی که به صورت تجاری در دسترس قرار میگیرد، از راههای مختلفی برای تولیدکنندگان سود خواهد داشت: با ایجاد حساسیت بسیار بالا در اندازهگیریهایی که در آنها دقت و دقت لازم است، و با ظهور منظم موارد استفاده جدید در هوافضا، زیستپزشکی، شیمیایی. ، صنایع خودروسازی و مخابرات. این امکان پذیر است زیرا این حسگرها از خواص کوانتومی سیستم ها برای اندازه گیری تغییرات فیزیکی و ویژگی های کوچک در آن سیستم ها استفاده می کنند.
نسل بعدی فناوری سنجش کوانتومی به گونهای طراحی شده است که نسبت به نسل قبلی خود کوچکتر، سبکتر و مقرونبهصرفهتر باشد و وضوح اندازهگیری فوقالعاده بالایی را در مقایسه با فناوریهای سنجش سنتی ارائه میدهد. موارد استفاده اولیه شامل اندازهگیریهای کنترل کیفیت محصولات با کیفیت بالا با شناسایی عیوب کوچک، اندازهگیریهای دقیق روی محصولات دقیق، و آزمایشهای غیرمخرب با اندازهگیری آنچه در زیر سطح پنهان است.
موانع کنونی برای پذیرش نسل بعدی فناوریهای سنجش کوانتومی شامل هزینههای توسعه و زمان است که میتواند پذیرش را در سراسر صنعت به تاخیر بیندازد. چالشهای دیگر شامل ادغام حسگرهای جدید با چارچوبهای دادههای موجود و استانداردسازی در صنعت است - مسائلی که منعکسکننده بسیاری از چالشهای پذیرش و جذب فناوریهای نوظهور است. صنایعی که حساسیت کمتری به قیمت دارند و بیشترین سود را خواهند برد، پیشتاز خواهند بود. هنگامی که صنایع دفاعی، بیوتکنولوژی و خودرو کاربردها و موارد تجاری را برای این فناوریهای حساس نشان دادند، موارد استفاده اضافی با تکامل و مقیاسپذیری فناوری پدیدار خواهند شد. روشها و تکنیکها برای اندازهگیری در وضوحهای بالاتر با پذیرش فناوریهای جدید برای بهبود دقت و انعطافپذیری بدون به خطر انداختن کیفیت یا بهرهوری، اهمیت بیشتری پیدا خواهند کرد.
تمرکز بر مزایایی که میتوان با ترکیب سایر فناوریهای پیشرو با سنجش کوانتومی، مانند شبکههای بیسیم، به دست آورد، اهمیت دارد. صنایع مرتبط با تولید مانند ساخت و ساز و معدن نیز سود خواهند برد. اگر فناوری بتواند این حسگرها را به اندازه کافی کوچک و ارزان بسازد، به طور بالقوه می توانند به گوشی هوشمند شما نیز راه پیدا کنند.
زمان ارسال: ژانویه 30-2024