ในบทความนี้ เราจะพูดถึงประเภทของเทคโนโลยีการตรวจจับด้วยควอนตัม ผลกระทบต่อการผลิต และทิศทางของสาขานี้ เชื่อหรือไม่ว่าการตรวจจับด้วยควอนตัมเป็นสาขาเทคโนโลยีที่มีมานานกว่า 50 ปีแล้ว และปัจจุบันใช้กันอย่างแพร่หลายในเลเซอร์ เช่น LIDAR, การถ่ายภาพด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (MRI) และเซลล์แสงอาทิตย์
แม้ว่าสังคมจะได้รับประโยชน์จากเทคโนโลยีเหล่านี้แล้ว แต่ก็ไม่ได้เป็นที่รู้จักมากเท่ากับคอมพิวเตอร์ควอนตัมและการสื่อสารด้วยควอนตัมที่ถูกพูดถึงกันอย่างแพร่หลาย "ข้อได้เปรียบของควอนตัม" ที่ถูกอ้างถึงบ่อยครั้งนั้นหมายถึงความสามารถของคอมพิวเตอร์ควอนตัมในการแก้ปัญหาในช่วงเวลาสั้นๆ ทำให้ปัญหาที่ไม่เคยใช้งานได้จริงและซับซ้อนมาก่อนกลายเป็นเรื่องที่เป็นไปได้ การสื่อสารด้วยควอนตัมมักถูกนำมาหารือในบริบทของความปลอดภัยทางไซเบอร์ ทั้งสองสาขานี้กำลังเติบโตอย่างรวดเร็ว แต่ยังคงต้องใช้เวลานานหลายปีกว่าที่เทคโนโลยีเหล่านี้จะแพร่หลายไปทั่ว
แนวทางหลักในการตรวจจับด้วยควอนตัมคือโฟโตนิกส์และระบบโซลิดสเตต โฟโตนิกส์เกี่ยวข้องกับการจัดการแสงในหลากหลายวิธี ในขณะที่ระบบโซลิดสเตตเกี่ยวข้องกับเซ็นเซอร์ที่อยู่ในสถานะควอนตัมที่ทราบซึ่งเปลี่ยนแปลงไปอันเป็นผลจากการโต้ตอบกับสิ่งเร้า (สิ่งที่คุณต้องการวัด) ภายในแนวทางเหล่านี้ เทคโนโลยีการตรวจจับด้วยควอนตัมแบ่งออกเป็น 5 ประเภทที่แตกต่างกันและมีจุดแข็งที่เสริมซึ่งกันและกัน
(1) การสร้างภาพควอนตัม- การใช้ไลดาร์/เรดาร์ควอนตัมเพื่อตรวจจับวัตถุที่เคลื่อนที่หรือซ่อนอยู่ โดยมีขอบเขตการประยุกต์ใช้ที่เป็นที่รู้จักมากที่สุดคือการป้องกันประเทศ
(2) เซนเซอร์แม่เหล็กไฟฟ้าควอนตัมเซ็นเซอร์เหล่านี้วัดสนามแม่เหล็กไฟฟ้าแบบไดนามิกโดยใช้ศูนย์ว่างไนโตรเจน ไออะตอม และวงจรตัวนำยิ่งยวด นอกจากนี้ยังใช้ในแอปพลิเคชันด้านการป้องกันประเทศ แต่ยังใช้ในการดูแลสุขภาพ เช่น MRI อีกด้วย
(3) เครื่องวัดแรงโน้มถ่วง- Gเรดิโอมิเตอร์- วัดความแรงและความแปรผันของสนามโน้มถ่วงตามลำดับ การประยุกต์ใช้ในปัจจุบันได้แก่ ปรากฏการณ์ทางธรณีฟิสิกส์ใต้ผิวดิน และส่วนใหญ่ใช้ในภาคพลังงานเพื่อค้นหาแหล่งกักเก็บ
(4) เครื่องวัดอุณหภูมิ- Bเครื่องวัดระยะ (Mการผ่อนคลายTอุณหภูมิ- AบรรยากาศPความมั่นใจ,Rตามลำดับ)เครื่องมือเฉพาะทางเหล่านี้มีความละเอียดอ่อนมากกว่าเครื่องมือที่ใช้โดยทั่วไป และมีความแม่นยำสูงกว่าในแอปพลิเคชันที่สำคัญ เช่น เรือดำน้ำหรือเครื่องบิน ผ่านการใช้กลุ่มอะตอมเย็นและอุปกรณ์อินเทอร์เฟซควอนตัมตัวนำยิ่งยวด
(5) เฉพาะเจาะจงSการทำให้เป็นจริงAแอปพลิเคชั่นWไอท์QอวนตัมCการคำนวณหรือCการสื่อสารหรือA CการรวมกันBอื่น ๆ- แอปพลิเคชันเหล่านี้จำเป็นต้องได้รับการพัฒนาเพิ่มเติมตามความสมบูรณ์แบบของเทคโนโลยีการประมวลผลเชิงควอนตัมและการสื่อสาร
ในช่วงแรก เทคโนโลยีการตรวจจับด้วยควอนตัมถูกนำมาใช้ในผลิตภัณฑ์ที่เราพบเห็นกันทั่วไปในปัจจุบัน เช่น กล้องดิจิทัล เทคโนโลยีการตรวจจับด้วยควอนตัมรุ่นต่อไปที่วางจำหน่ายในเชิงพาณิชย์จะมีประโยชน์ต่อผู้ผลิตในหลายๆ ด้าน เช่น การให้ความไวที่สูงมากในการวัดที่ต้องการความแม่นยำและความถูกต้อง และด้วยกรณีการใช้งานใหม่ๆ ที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ ชีวการแพทย์ เคมีภัณฑ์ ยานยนต์ และโทรคมนาคม ซึ่งเป็นไปได้เนื่องจากเซ็นเซอร์เหล่านี้ใช้คุณสมบัติควอนตัมของระบบในการวัดการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพและคุณลักษณะเล็กๆ น้อยๆ ในระบบเหล่านั้น
เทคโนโลยีการตรวจจับด้วยควอนตัมรุ่นต่อไปได้รับการออกแบบมาให้มีขนาดเล็กลง เบาลง และคุ้มต้นทุนมากขึ้นกว่ารุ่นก่อนหน้า และให้ความละเอียดในการวัดที่สูงอย่างเหลือเชื่อเมื่อเทียบกับเทคโนโลยีการตรวจจับแบบเดิม กรณีการใช้งานในช่วงแรกๆ ได้แก่ การวัดการควบคุมคุณภาพของผลิตภัณฑ์คุณภาพสูงโดยการระบุข้อบกพร่องเล็กๆ น้อยๆ การวัดที่เข้มงวดกับผลิตภัณฑ์ที่มีความแม่นยำ และการทดสอบแบบไม่ทำลายล้างโดยการวัดสิ่งที่ซ่อนอยู่ใต้พื้นผิว
อุปสรรคปัจจุบันต่อการนำเทคโนโลยีการตรวจจับด้วยควอนตัมรุ่นต่อไปมาใช้ ได้แก่ ต้นทุนและเวลาในการพัฒนา ซึ่งอาจทำให้การนำเทคโนโลยีมาใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ ล่าช้า ความท้าทายอื่นๆ ได้แก่ การผสานรวมเซ็นเซอร์ใหม่เข้ากับกรอบข้อมูลที่มีอยู่และการกำหนดมาตรฐานภายในอุตสาหกรรม ซึ่งเป็นปัญหาที่สะท้อนถึงความท้าทายหลายประการในการนำเทคโนโลยีใหม่ๆ มาใช้และผสานรวมเข้าด้วยกัน อุตสาหกรรมที่ไม่ไวต่อราคาและได้รับประโยชน์สูงสุดจะเป็นผู้นำ เมื่ออุตสาหกรรมการป้องกันประเทศ เทคโนโลยีชีวภาพ และยานยนต์ได้แสดงให้เห็นถึงการใช้งานและกรณีทางธุรกิจสำหรับเทคโนโลยีที่ละเอียดอ่อนเหล่านี้แล้ว ก็จะมีกรณีการใช้งานเพิ่มเติมเกิดขึ้นตามการพัฒนาและการขยายขนาดของเทคโนโลยี วิธีการและเทคนิคในการวัดที่ความละเอียดสูงขึ้นจะยิ่งมีความสำคัญมากขึ้น เนื่องจากอุตสาหกรรมการผลิตนำเทคโนโลยีใหม่ๆ มาใช้เพื่อปรับปรุงความแม่นยำและความยืดหยุ่นโดยไม่กระทบต่อคุณภาพหรือผลผลิต
สิ่งสำคัญคือการเน้นที่ประโยชน์ที่ได้รับจากการผสมผสานเทคโนโลยีชั้นนำอื่นๆ เข้ากับการตรวจจับด้วยควอนตัม เช่น เครือข่ายไร้สาย อุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้องกับการผลิต เช่น การก่อสร้างและการทำเหมืองก็จะได้รับประโยชน์เช่นกัน หากเทคโนโลยีสามารถพัฒนาเซ็นเซอร์เหล่านี้ให้มีขนาดเล็กและราคาถูกเพียงพอ เซ็นเซอร์เหล่านี้อาจนำไปใช้งานในสมาร์ทโฟนของคุณได้เช่นกัน
เวลาโพสต์ : 30 ม.ค. 2567