I den här artikeln kommer vi att diskutera typerna av kvantavkänningstekniker, deras inverkan på tillverkningen och vart fältet är på väg. Tro det eller ej, kvantavkänning är ett teknikområde som har funnits i mer än 50 år och som nu används i stor utsträckning i lasrar som LIDAR, magnetisk resonanstomografi (MRI) och fotovoltaiska celler.
Även om samhället redan åtnjuter fördelarna med dessa tekniker, är de inte lika kända som den brett diskuterade kvantberäkningen och kvantkommunikationen. Den ofta citerade "kvantfördelen" hänvisar till kvantdatorers förmåga att lösa problem på mycket korta tidsperioder, vilket gör tidigare opraktiska och komplexa problem genomförbara. Kvantkommunikation diskuteras ofta i samband med cybersäkerhet. Båda områdena växer snabbt, men är fortfarande flera år ifrån att bli allestädes närvarande.
De huvudsakliga metoderna för kvantavkänning är fotonik och fasta tillståndssystem. Fotonik hanterar manipulation av ljus på en mängd olika sätt, medan solid-state system hanterar sensorer som är i ett känt kvanttillstånd som förändras som ett resultat av interaktion med en stimulus (vad du vill mäta). Inom dessa tillvägagångssätt faller kvantavkänningsteknologier in i fem olika kategorier och har kompletterande styrkor.
(1) Kvantavbildning- Användning av kvantlidar/radar för att upptäcka rörliga eller dolda föremål, där det mest kända tillämpningsområdet är nationellt försvar.
(2) Kvantelektromagnetiska sensorer- Dessa sensorer mäter dynamiska elektromagnetiska fält med hjälp av vakanscentra för kväve, atomångor och supraledande kretsar. De används också i försvarstillämpningar, men används också inom sjukvården, såsom MRI.
(3) Gravimetrar& Gradiometrar– De mäter styrkan och variationen i gravitationsfältet. Nuvarande tillämpningar inkluderar geofysiska fenomen i underjorden och används främst inom energisektorn för att hitta reservoarer.
(4) Termometrar& Barometrar (MlättnadTemperature& AstämningsfulltPförsäkra,Rrespektive)- Dessa specialiserade verktyg är mycket känsligare än de som normalt används, och uppnår högre noggrannhet i kritiska applikationer som ubåtar eller flygplan genom användning av kalla atommoln och supraledande kvantgränssnittsenheter.
(5) SpecifikSensingAapplikationerWithQuantumComputing ellerCkommunikation ellerA Ckombination avBannat- Dessa applikationer måste utvecklas ytterligare i takt med att kvantberäknings- och kommunikationsteknik utvecklas.
Inledningsvis användes kvantavkänningsteknik i produkter som vi vanligtvis ser idag, till exempel digitalkameror. Nästa generation av kvantavkänningsteknik som blir kommersiellt tillgänglig kommer att gynna tillverkarna på ett antal sätt: genom att tillhandahålla extremt hög känslighet i mätningar där precision och noggrannhet krävs, och genom att det regelbundet dyker upp nya användningsfall inom flyg-, biomedicinska, kemiska , fordons- och telekommunikationsindustrin. Detta är möjligt eftersom dessa sensorer utnyttjar systemens kvantegenskaper för att mäta små fysiska förändringar och funktioner i dessa system.
Nästa generation av kvantavkänningsteknik är designad för att vara mindre, lättare och mer kostnadseffektiv än sin föregångare, och erbjuder otroligt hög mätupplösning jämfört med traditionella avkänningstekniker. Tidiga användningsfall inkluderar kvalitetskontrollmätningar på högkvalitativa produkter genom att identifiera små defekter, rigorösa mätningar på precisionsprodukter och oförstörande testning genom att mäta vad som är gömt under ytan.
Aktuella hinder för införandet av nästa generations kvantavkänningsteknologier inkluderar utvecklingskostnader och tid, vilket kan försena införandet i branschen. Andra utmaningar inkluderar integration av nya sensorer med befintliga dataramverk och standardisering inom branschen - frågor som speglar många av utmaningarna med att anta och assimilera framväxande teknologier. Branscher som är mindre priskänsliga och som kommer att gynnas mest kommer att ta täten. När väl försvars-, bioteknik- och fordonsindustrin har visat applikationer och affärsfall för dessa känsliga tekniker, kommer ytterligare användningsfall att dyka upp när tekniken utvecklas och skalas. Metoder och tekniker för att mäta med högre upplösningar kommer att bli ännu viktigare i takt med att tillverkningsindustrin anammar ny teknik för att förbättra noggrannheten och flexibiliteten utan att ge avkall på kvalitet eller produktivitet.
Det är viktigt att fokusera på de fördelar som kan realiseras genom att kombinera andra ledande teknologier med kvantavkänning, såsom trådlösa nätverk. Tillverkningsrelaterade industrier, som bygg- och gruvdrift, kommer också att gynnas. Om tekniken kan utveckla dessa sensorer till att vara tillräckligt små och billiga, kan de potentiellt även ta sig in i din smartphone.
Posttid: 2024-jan-30