广告

量子传感成科技革命新前沿,谁将抢占先机?

2020-01-03 11:15:16 阅读:
量子传感覆盖了运动传感(包括加速度、旋转和重力)、电场、磁场以及成像应用,正快速走向市场。

近期提及量子技术,人们往往会立刻想到复杂的新型量子计算机。大众媒体可能仍将更多关注量子计算,但是,相对来说鲜为人知的量子传感,它的应用领域更广,并正快速走向市场。eDLednc

据麦姆斯咨询介绍,量子传感覆盖了运动传感(包括加速度、旋转和重力)、电场、磁场以及成像应用。量子传感的优势包括:eDLednc

  • 覆盖广阔频率非常精确地测量电场和磁场。
  • 根据原子性质测量物理量,因此不会出现漂移且无需校准。
  • 使用量子纠缠来提高灵敏度或精度。

利用量子传感,可能很快就能实现完美的水下导航,感知重力变化从而揭示潜在的火山活动、气候变化以及地震,行动间监视大脑活动,甚至“观测”转角后方的区域。在我们的日常生活中,量子传感可以确保稳定而精确的导航,增强医学成像,还能告诉我们脚下的地底有什么。eDLednc

现代数字生活的核心前提之一,是时间和位置数据的持续可用性。微小的中断可能会带来巨大的经济后果,除了汽车驾驶之外,可靠的导航还是航空航天、渔业、供应链、紧急服务甚至股票市场的核心。eDLednc

不过,目前的导航系统主要依赖于GPS系统,该系统基于非常容易被干扰或误导的无线电接收机。事实上,只要具备一定的专业知识,人们就可以利用市售的硬件搭建一套伪造GPS信号的系统。eDLednc

而量子导航系统使用的信号很难伪造,因为它们基于自然的基本特性。从而可以构建更加安全的系统,防止发生意外、故障或恶意攻击。eDLednc

目前,利用磁共振成像(MRI)扫描仪可以生成大脑的3D模型,医生可以用来诊断、监测和治疗神经系统疾病以及其它身体创伤。但这类系统非常昂贵、庞大且有噪声,并且,通常需要患者保持完全静止的状态。eDLednc

采用量子传感技术,可使更小巧的便携式医疗成像系统成为可能。甚至有可能创建一种可以在患者日常生活中监控其大脑磁场的系统。这将为临床医生提供更多、更有价值的数据,同时减轻患者的压力。eDLednc

量子传感其它激动人心的应用还包括自动驾驶,因为某些量子传感器可以“看到”转角后方的区域,当然还包括国防应用,极其灵敏的量子磁传感系统可以探测潜艇等水下物体。eDLednc

石油、天然气和采矿业需要知道这些原材料的准确位置;能源和公用事业公司需要知道他们的管道在哪里;国防和执法部门则常常需要勘探隧道;考古学家也希望可以得到遗失多年建筑物的完整图片。这些需求显而易见,但并不容易实现。探地雷达等技术是很不错,但还没有达到令我们满意的程度。eDLednc

利用冷原子系统的量子传感可以通过测绘局部重力观测地下数十米的深度。科研机构现在开发的地面系统已经接近所需要的精度,最终,它们可以由无人机携带进行飞行探测,实现快速地下勘探,这对于各个行业都非常有用,还可以改善导航。eDLednc

目前,这些系统通常基于昂贵的光学组件,因而非常庞大、复杂且仍处于实验阶段。但这一切正在改变。近期的一项“创新英国”计划,创建了一款世界上最小的量子导航原型系统。随着相关组件的商品化和集成化,第二代和第三代量子导航系统预计将进一步缩小尺寸。eDLednc

eDLednc

英国格拉斯哥大学引力研究所的研究人员利用微米和纳米技术在硅晶圆上制造了一款微型量子重力仪eDLednc

这意味着量子传感器将在3~5年内开始在某些细分的医疗和国防应用中投入市场。在这个日益依赖传感器和传感技术的时代,它们有潜力提供重要的竞争优势。eDLednc

各种传感器相关的开发机构或商业组织需要把握量子传感技术的发展动态,更有前瞻性更有实力的机构,可以率先尝试利用这种新技术感知我们周围的世界。eDLednc

应用这种新颖的技术需要考量能从量子传感所获得的信息,并确定量子、经典或混合系统中最适合的技术方案。相较于对量子物理学的深刻理解,这更要求全面把握如何收集、评估和利用数据。eDLednc

量子传感具有颠覆性,而问题在于:如何利用,谁将抢占先机?eDLednc

(来源:微迷;责编:Demi Xia)eDLednc

  • .....
    什么都靠上量子了。。。
  • 微信扫一扫
    一键转发
  • 最前沿的电子设计资讯
    请关注“电子技术设计微信公众号”
  • iFixit 拆解M2 MacBook Ai:没有散热器,但有用途不明的加 日前,iFixit发表了M2 MacBook Air的拆解视频,表示在M2 MacBook Air 中发现了新增的端口,以及加速度计。
  • 给廉价蒸蛋器DIY出智能温控,烧了多个仿真器和USB HUB后 笔者手上有一台型号为ZDQ-514Q1的小熊蒸蛋器,弹跳式自锁开关。由于这台蒸蛋器水烧干了,温度上升,温度开关断开停止加热;待温度降低之后,温度开关重新闭合,重新加热。 不仅不节能,也不安全。因此笔者考虑,能不能给这台“低配”电器DIY出“智能”模式……
  • 手动拆解十万元的比亚迪“元”,附详细拆解图 大家是不是对手机、电脑等小型消费电子的拆解已经习以为常了?这次有个券商搞了个大动作,动手拆了一辆市场价值十万元的比亚迪“元”,还撰写了一份详细的拆解报告,刷屏了券商、汽车等行业,网友们也大呼“硬核”。
  • 采用加速度计的地震探测器 该设备无意取代地质研究所所使用的专业模型,也无法提供对地震事件的精确测量。它有助于在不提供距离或震级的情况下被动地确定地震事件。
  • 利用IIoT进行智能水资源管理 我们需要有效的水资源管理,通过减少浪费和更有效地回收废水来节约用水。通过防洪减灾来保护脆弱的城市和基础设施也是如此。那么我们可以做些什么来解决这些问题呢?工业物联网(IIoT)可能会提供一些潜在的解决方案。
  • 智能楼宇不只是能源管理 新冠疫情的到来,引发了我们在如何在办公室、工厂和商店等室内环境更智能、安全地进行社交和协作方面更多的思考与讨论。
  • 具有扩展范围的电容数字转换器 电容传感器广泛用于各种工业应用,例如液位监测、压力测量、位置检测、流量计、湿度检测等。ΣΔ (Sigma-Delta)电容数字转换器(CDC)用方波激励未知电容,并将产生的电荷转换成单位数字输出流。然后,由数字滤波器处理位流,输出精确的低噪声电容测量值。
  • 基于 MXene 和Borophene(硼墨烯)的第5代智能传感器如何 随着基于 MXene 和 Borophene (硼墨烯)的高级二维材料 (A2M) 的推出,使用 A2M 构建的传感器在各个方面都优于传统传感器。 使用基于 2D MXenes 和 Borophene 的第 5 代智能传感器彻底改变物联网传感器市场。
  • 雷达传感器如何显著提高智能家居的能源效率 智能家居应用和连接设备的数量不断增长,用户的日常生活越来越方便。但是,这却导致了高能耗,因为即使无人在场,这些设备通常也处于长期活跃或待机模式,以便随时投入使用。
  • 利用热能和振动能为IoT设备供电 热量作为来自发动机、机器和其他来源的浪费副产物通常很容易获得。热梯度采集是捕获环境热量并将其投入使用的过程。在利用环境现象获取能量的众多方法中,利用压电器件将振动转化为电能的方法似乎特别有效,根据尺寸和结构,它能够产生数百微瓦的电能。
  • 自动驾驶汽车需要看到并听到即将发生之事 在严重交通事故等紧急情况下,需要分秒必争,而且充分宽敞的救援车道还可能决定生死。如果驾驶人能够听到警铃声,为什么自动驾驶汽车不能也这样做呢?
  • 压电发声器驱动器如何在更宽广的电池电压范围内提高声 本文讨论的内容为:为了提供必要的驱动电压,对电路有哪些要求;以及相较于电荷泵为基础的方式,以电感器为基础的升压转换器,如何在更广的电池电压范围内,提供更高的输出电压(因而产生更响亮的声音)。
广告
热门推荐
广告
广告
EE直播间
在线研讨会
广告
广告
面包芯语
广告
向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了