Квантовые датчики могли бы позволить автономным автомобилям ” видеть’ за углами

Квантовые компьютеры получают всю шумиху, но квантовые датчики могут быть столь же преобразующими, позволяя автономным транспортным средствам «видеть» из-за углов, подводным навигационным системам, системам раннего предупреждения о вулканической активности и землетрясениям, а также портативным сканерам, которые отслеживают активность мозга человека во время повседневная жизнь.

Квантовые датчики достигают высочайшего уровня точности, используя квантовую природу материи – используя разницу, например, между электронами в различных энергетических состояниях в качестве базовой единицы. Атомные часы иллюстрируют этот принцип. Мировой стандарт времени основан на том факте, что электроны в атомах цезия 133 совершают определенные переходы 9 192 631 770 раз в секунду; это колебание, против которого настроены другие часы. Другие квантовые датчики используют атомные переходы для обнаружения крошечных изменений в движении и крошечных различий в гравитационном, электрическом и магнитном полях.

Однако есть и другие способы создания квантового датчика. Например, исследователи из Бирмингемского университета в Англии работают над разработкой свободно падающих переохлажденных атомов для обнаружения крошечных изменений в локальной гравитации. Этот вид квантового гравиметра был бы способен обнаруживать заглубленные трубы, кабели и другие объекты, которые сегодня можно надежно найти только путем раскопок. Морские суда могут использовать аналогичную технологию для обнаружения подводных объектов.

Большинство систем квантового зондирования остаются дорогими, негабаритными и сложными, но новое поколение более мелких и доступных датчиков должно открыть новые области применения. В прошлом году исследователи из Массачусетского технологического института использовали обычные методы изготовления, чтобы поместить квантовый датчик на основе алмаза на кремниевый чип, поместив несколько традиционно громоздких компонентов на квадрат шириной в несколько десятых миллиметра. Прототип – это шаг к недорогим массовым квантовым датчикам, которые работают при комнатной температуре и могут быть использованы для любых приложений, требующих точных измерений слабых магнитных полей. Квантовые системы остаются чрезвычайно восприимчивыми к возмущениям, что может ограничить их применение в контролируемой среде. Но правительства и частные инвесторы тратят деньги на решение этой и других проблем, в том числе проблемы стоимости, масштаба и сложности; Великобритания, например, вложила 315 миллионов фунтов стерлингов во вторую фазу своей Национальной программы квантовых вычислений (2019–2024 годы). Отраслевые аналитики ожидают, что квантовые датчики выйдут на рынок в ближайшие три-пять лет, с упором на медицинские и оборонные приложения.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *