Dalam artikel ini, kita akan membahas jenis teknologi penginderaan kuantum, dampaknya terhadap manufaktur, dan arah bidang ini. Percaya atau tidak, penginderaan kuantum merupakan bidang teknologi yang telah ada selama lebih dari 50 tahun dan kini banyak digunakan pada laser seperti LIDAR, magnetic resonance imaging (MRI), dan sel fotovoltaik.
Meskipun masyarakat sudah menikmati manfaat dari teknologi ini, teknologi tersebut belum setenar komputasi kuantum dan komunikasi kuantum yang banyak dibicarakan. "Keunggulan kuantum" yang sering disebut mengacu pada kemampuan komputer kuantum untuk memecahkan masalah dalam periode waktu yang sangat singkat, sehingga menjadikan masalah yang sebelumnya tidak praktis dan kompleks menjadi mungkin. Komunikasi kuantum sering dibahas dalam konteks keamanan siber. Kedua wilayah tersebut berkembang pesat, namun masih beberapa tahun lagi untuk bisa tersebar luas.
Pendekatan utama penginderaan kuantum adalah fotonik dan sistem solid-state. Fotonik menangani manipulasi cahaya dalam berbagai cara, sedangkan sistem solid-state menangani sensor yang berada dalam keadaan kuantum diketahui yang berubah akibat interaksi dengan stimulus (apa yang ingin Anda ukur). Dalam pendekatan ini, teknologi penginderaan kuantum terbagi dalam lima kategori berbeda dan memiliki kekuatan yang saling melengkapi.
(1) Pencitraan Kuantum- penggunaan lidar/radar kuantum untuk mendeteksi benda bergerak atau tersembunyi, dengan area penerapan yang paling terkenal adalah pertahanan nasional.
(2) Sensor Elektromagnetik Kuantum- Sensor ini mengukur medan elektromagnetik dinamis menggunakan pusat kekosongan nitrogen, uap atom, dan sirkuit superkonduktor. Mereka juga digunakan dalam aplikasi pertahanan, tetapi juga digunakan dalam perawatan kesehatan, seperti MRI.
(3) Gravimeter& Gradiometer- Mereka masing-masing mengukur kekuatan dan variasi medan gravitasi. Penerapan saat ini meliputi fenomena geofisika di bawah permukaan dan terutama digunakan di sektor energi untuk mencari reservoir.
(4) Termometer& Barometer (MmengukurTsuhu& AatmosferPyakin,Rmasing-masing)- alat khusus ini jauh lebih sensitif daripada yang biasa digunakan, dan mencapai akurasi lebih tinggi dalam aplikasi kritis seperti kapal selam atau pesawat terbang melalui penggunaan awan atom dingin dan perangkat antarmuka kuantum superkonduktor.
(5) SpesifikSmasukAaplikasiWenganQuantumCmenghitung atauCkomunikasi atauA Ckombinasi dariBlainnya- aplikasi ini perlu dikembangkan lebih lanjut seiring dengan semakin matangnya teknologi komputasi kuantum dan komunikasi.
Awalnya, teknologi penginderaan kuantum digunakan pada produk yang biasa kita lihat saat ini, seperti kamera digital. Teknologi penginderaan kuantum generasi berikutnya yang tersedia secara komersial akan menguntungkan produsen dalam beberapa hal: dengan memberikan sensitivitas yang sangat tinggi dalam pengukuran yang memerlukan presisi dan akurasi, dan dengan munculnya kasus penggunaan baru secara berkala di bidang kedirgantaraan, biomedis, kimia. , industri otomotif, dan telekomunikasi. Hal ini dimungkinkan karena sensor ini memanfaatkan sifat kuantum sistem untuk mengukur perubahan fisik kecil dan fitur dalam sistem tersebut.
Teknologi penginderaan kuantum generasi berikutnya dirancang lebih kecil, lebih ringan, dan lebih hemat biaya dibandingkan pendahulunya, serta menawarkan resolusi pengukuran yang sangat tinggi dibandingkan dengan teknologi penginderaan tradisional. Kasus penggunaan awal mencakup pengukuran kontrol kualitas pada produk berkualitas tinggi dengan mengidentifikasi cacat kecil, pengukuran ketat pada produk presisi, dan pengujian non-destruktif dengan mengukur apa yang tersembunyi di bawah permukaan.
Hambatan saat ini terhadap penerapan teknologi penginderaan kuantum generasi mendatang mencakup biaya dan waktu pengembangan, yang dapat menunda penerapannya di seluruh industri. Tantangan lainnya mencakup integrasi sensor baru dengan kerangka data yang ada dan standardisasi dalam industri – masalah yang mencerminkan banyak tantangan dalam mengadopsi dan mengasimilasi teknologi baru. Industri yang kurang sensitif terhadap harga dan paling diuntungkan akan mengambil alih kepemimpinan. Ketika industri pertahanan, bioteknologi, dan otomotif telah menunjukkan aplikasi dan kasus bisnis untuk teknologi sensitif ini, kasus penggunaan tambahan akan muncul seiring dengan perkembangan dan perluasan teknologi. Metode dan teknik pengukuran pada resolusi yang lebih tinggi akan menjadi semakin penting seiring dengan adopsi teknologi baru oleh industri manufaktur untuk meningkatkan akurasi dan fleksibilitas tanpa mengorbankan kualitas atau produktivitas.
Penting untuk fokus pada manfaat yang dapat diwujudkan dengan menggabungkan teknologi terkemuka lainnya dengan penginderaan kuantum, seperti jaringan nirkabel. Industri yang terkait dengan manufaktur, seperti konstruksi dan pertambangan, juga akan mendapatkan keuntungan. Jika teknologi dapat mengembangkan sensor-sensor ini menjadi kecil dan cukup murah, sensor-sensor tersebut berpotensi dapat diterapkan pada ponsel cerdas Anda juga.
Waktu posting: 30 Januari 2024