במאמר זה נדון בסוגי טכנולוגיות החישה הקוונטית, השפעתן על הייצור ולאן מועדות פני התחום. תאמינו או לא, חישה קוונטית היא תחום טכנולוגיה שקיים כבר יותר מ-50 שנה וכיום נמצא בשימוש נרחב בלייזרים כמו LIDAR, הדמיית תהודה מגנטית (MRI) ותאים פוטו-וולטאיים.
למרות שהחברה כבר נהנית מהיתרונות של טכנולוגיות אלו, הן אינן מוכרות כמו המחשוב הקוונטי והתקשורת הקוונטית הנדונה בהרחבה. ה"יתרון הקוונטי" המצוטט לעתים קרובות מתייחס ליכולתם של מחשבים קוונטיים לפתור בעיות בפרקי זמן קצרים מאוד, מה שהופך בעיות בעבר בלתי מעשיות ומורכבות לביצוע. תקשורת קוונטית נדונה לעתים קרובות בהקשר של אבטחת סייבר. שני האזורים צומחים במהירות, אך עדיין רחוקים מספר שנים מלהיות נפוצים בכל מקום.
הגישות העיקריות לחישה קוונטית הן פוטוניקה ומערכות מוצק. פוטוניקה עוסקת במניפולציה של אור במגוון דרכים, בעוד שמערכות מצב מוצק עוסקות בחיישנים שנמצאים במצב קוונטי ידוע המשתנה כתוצאה מאינטראקציה עם גירוי (מה שאתה רוצה למדוד). בתוך גישות אלו, טכנולוגיות חישה קוונטיות מתחלקות לחמש קטגוריות שונות ויש להן חוזקות משלימות.
(1) הדמיה קוונטית- השימוש בלידר/רדאר קוונטי לזיהוי עצמים נעים או נסתרים, כאשר אזור היישום הידוע ביותר הוא ההגנה הלאומית.
(2) חיישנים אלקטרומגנטיים קוונטיים- חיישנים אלו מודדים שדות אלקטרומגנטיים דינמיים באמצעות מרכזי חנקן פנויים, אדים אטומיים ומעגלים מוליכים. הם משמשים גם ביישומי הגנה, אך משמשים גם בתחום הבריאות, כגון MRI.
(3) מדי כבידה& Gמדי רדיו- הם מודדים את החוזק והשונות של שדה הכבידה, בהתאמה. יישומים נוכחיים כוללים תופעות גיאופיזיות בתת הקרקע ומשמשים בעיקר במגזר האנרגיה למציאת מאגרים.
(4) מדי חום& Bארומטרים (MהקלהTטמפרטורה& AאטמוספריPלהרגיע,Rבהתאמה)- כלים מיוחדים אלו רגישים הרבה יותר מאלה שבשימוש רגיל, ומשיגים דיוק גבוה יותר ביישומים קריטיים כמו צוללות או מטוסים באמצעות שימוש בענני אטום קרים והתקני ממשק קוונטי מוליכים.
(5) ספציפיSהתקדמותAבקשותWithQuantumCחישוב אוCתקשורת אוA Cשילוב שלBאחר- יישומים אלה צריכים להיות מפותחים יותר ככל שטכנולוגיות מחשוב קוונטי ותקשורת מבשילות.
בתחילה, נעשה שימוש בטכנולוגיית חישה קוונטית במוצרים שאנו נוהגים לראות כיום, כגון מצלמות דיגיטליות. הדור הבא של טכנולוגיית חישה קוונטית שתהפוך לזמינה מסחרית יועיל ליצרנים במספר דרכים: על ידי מתן רגישות גבוהה במיוחד במדידות שבהן נדרשים דיוק ודיוק, ועל ידי הופעה קבועה של מקרי שימוש חדשים בתעופה וחלל, ביו-רפואי, כימי. , תעשיות רכב וטלקומוניקציה. זה אפשרי מכיוון שחיישנים אלה מנצלים את התכונות הקוונטיות של מערכות כדי למדוד שינויים פיזיקליים קטנים ותכונות במערכות אלו.
הדור הבא של טכנולוגיית החישה הקוונטית תוכנן להיות קטן יותר, קל יותר וחסכוני יותר מקודמו, ומציע רזולוציית מדידה גבוהה להפליא בהשוואה לטכנולוגיות חישה מסורתיות. מקרי שימוש מוקדמים כוללים מדידות בקרת איכות במוצרים באיכות גבוהה על ידי זיהוי פגמים זעירים, מדידות קפדניות במוצרים מדויקים ובדיקות לא הרסניות על ידי מדידת מה שמסתתר מתחת לפני השטח.
החסמים הנוכחיים לאימוץ טכנולוגיות חישה קוונטיות מהדור הבא כוללים עלויות פיתוח וזמן, מה שעלול לעכב את האימוץ בכל התעשייה. אתגרים נוספים כוללים אינטגרציה של חיישנים חדשים עם מסגרות נתונים קיימות וסטנדרטיזציה בתוך התעשייה - נושאים המשקפים רבים מהאתגרים של אימוץ והטמעה של טכנולוגיות מתפתחות. תעשיות שפחות רגישות למחיר והכי ירוויחו יובילו. לאחר שתעשיות הביטחון, הביוטק והרכב הדגימו יישומים ומקרים עסקיים עבור הטכנולוגיות הרגישות הללו, יצוצו מקרי שימוש נוספים ככל שהטכנולוגיה תתפתח ותתרחב. שיטות וטכניקות למדידה ברזולוציות גבוהות יותר יהפכו חשובות עוד יותר ככל שתעשיית הייצור תאמץ טכנולוגיות חדשות לשיפור הדיוק והגמישות מבלי לוותר על איכות או פרודוקטיביות.
חשוב להתמקד ביתרונות שניתן לממש באמצעות שילוב של טכנולוגיות מובילות אחרות עם חישה קוונטית, כמו רשתות אלחוטיות. גם תעשיות הקשורות לייצור, כמו בנייה וכרייה, ירוויחו. אם הטכנולוגיה תוכל לפתח את החיישנים האלה להיות קטנים וזולים מספיק, הם עלולים לעשות את דרכם גם לסמארטפון שלך.
זמן פרסום: 30 בינואר 2024