量子傳感成科技革命新前沿,誰將搶佔先機?

2020-12-17 EDN電子設計技術

近期提及量子技術,人們往往會立刻想到複雜的新型量子計算機。大眾媒體可能仍將更多關注量子計算,但是,相對來說鮮為人知的量子傳感,它的應用領域更廣,並正快速走向市場。Urqednc

據麥姆斯諮詢介紹,量子傳感覆蓋了運動傳感(包括加速度、旋轉和重力)、電場、磁場以及成像應用。量子傳感的優勢包括:Urqednc

  • 覆蓋廣闊頻率非常精確地測量電場和磁場。
  • 根據原子性質測量物理量,因此不會出現漂移且無需校準。
  • 使用量子糾纏來提高靈敏度或精度。

利用量子傳感,可能很快就能實現完美的水下導航,感知重力變化從而揭示潛在的火山活動、氣候變化以及地震,行動間監視大腦活動,甚至「觀測」轉角後方的區域。在我們的日常生活中,量子傳感可以確保穩定而精確的導航,增強醫學成像,還能告訴我們腳下的地底有什麼。Urqednc

現代數字生活的核心前提之一,是時間和位置數據的持續可用性。微小的中斷可能會帶來巨大的經濟後果,除了汽車駕駛之外,可靠的導航還是航空航天、漁業、供應鏈、緊急服務甚至股票市場的核心。Urqednc

不過,目前的導航系統主要依賴於GPS系統,該系統基於非常容易被幹擾或誤導的無線電接收機。事實上,只要具備一定的專業知識,人們就可以利用市售的硬體搭建一套偽造GPS信號的系統。Urqednc

而量子導航系統使用的信號很難偽造,因為它們基於自然的基本特性。從而可以構建更加安全的系統,防止發生意外、故障或惡意攻擊。Urqednc

目前,利用磁共振成像(MRI)掃描儀可以生成大腦的3D模型,醫生可以用來診斷、監測和治療神經系統疾病以及其它身體創傷。但這類系統非常昂貴、龐大且有噪聲,並且,通常需要患者保持完全靜止的狀態。Urqednc

採用量子傳感技術,可使更小巧的可攜式醫療成像系統成為可能。甚至有可能創建一種可以在患者日常生活中監控其大腦磁場的系統。這將為臨床醫生提供更多、更有價值的數據,同時減輕患者的壓力。Urqednc

量子傳感其它激動人心的應用還包括自動駕駛,因為某些量子傳感器可以「看到」轉角後方的區域,當然還包括國防應用,極其靈敏的量子磁傳感系統可以探測潛艇等水下物體。Urqednc

石油、天然氣和採礦業需要知道這些原材料的準確位置;能源和公用事業公司需要知道他們的管道在哪裡;國防和執法部門則常常需要勘探隧道;考古學家也希望可以得到遺失多年建築物的完整圖片。這些需求顯而易見,但並不容易實現。探地雷達等技術是很不錯,但還沒有達到令我們滿意的程度。Urqednc

利用冷原子系統的量子傳感可以通過測繪局部重力觀測地下數十米的深度。科研機構現在開發的地面系統已經接近所需要的精度,最終,它們可以由無人機攜帶進行飛行探測,實現快速地下勘探,這對於各個行業都非常有用,還可以改善導航。Urqednc

目前,這些系統通常基於昂貴的光學組件,因而非常龐大、複雜且仍處於實驗階段。但這一切正在改變。近期的一項「創新英國」計劃,創建了一款世界上最小的量子導航原型系統。隨著相關組件的商品化和集成化,第二代和第三代量子導航系統預計將進一步縮小尺寸。Urqednc

Urqednc

英國格拉斯哥大學引力研究所的研究人員利用微米和納米技術在矽晶圓上製造了一款微型量子重力儀Urqednc

這意味著量子傳感器將在3~5年內開始在某些細分的醫療和國防應用中投入市場。在這個日益依賴傳感器和傳感技術的時代,它們有潛力提供重要的競爭優勢。Urqednc

各種傳感器相關的開發機構或商業組織需要把握量子傳感技術的發展動態,更有前瞻性更有實力的機構,可以率先嘗試利用這種新技術感知我們周圍的世界。Urqednc

應用這種新穎的技術需要考量能從量子傳感所獲得的信息,並確定量子、經典或混合系統中最適合的技術方案。相較於對量子物理學的深刻理解,這更要求全面把握如何收集、評估和利用數據。Urqednc

量子傳感具有顛覆性,而問題在於:如何利用,誰將搶佔先機?Urqednc

(來源:微迷;責編:Demi Xia)Urqednc

相關焦點

  • 什麼是量子科技? 量子通信三大龍頭股是誰
    截至收盤,上證指數跌幅為0.71%,深證成指跌幅為0.82%,創業板指跌幅為1.28%。不過,量子通信概念板塊今日卻逆勢大漲。截至收盤,科大國創(300520.SZ)、藍盾股份(300297.SZ)、光庫科技(300620.SZ)等9隻量子通信概念股漲幅超5%。其中科大國創、光庫科技、藍盾股份、中信國安(000839.SZ)和盛洋科技(603703.SH)漲停。
  • 最近熱議的量子科技,為什麼這麼重要?
    來源:新華網思客這兩天,量子科技成了大家熱議的話題。10月16日下午,中共中央政治局舉行第二十四次集體學習,主題是「量子科技研究和應用前景」。可以說,量子科技就是人類科學認知的極限,會讓你的想像力都開始顯得匱乏……加快發展量子科技,為什麼這麼重要?近年來,量子科技發展突飛猛進,成為新一輪科技革命和產業變革的前沿領域。加快發展量子科技,對促進高質量發展、保障國家安全具有非常重要的作用。
  • 政治局集體學習量子科技 概念股全線爆發 藍盾股份等漲停
    量子通信概念19日盤中集體爆發,截至發稿,光庫科技(300620)、藍盾股份(300297)、盛洋科技(603703)、凱樂科技(600260)等漲停,科大國創(300520)漲逾18%,國盾量子、飛利信(300287)、亞光科技(300123)、天海防務(300008)等漲幅超10%,迪普科技(300768
  • 洞見丨神秘量子裡的中國先機
    從網際網路、智慧型手機到衛星定位導航、核磁共振,幾乎所有今天新誕生的技術都與之有關。在未來,它還將幫助人類實現信息傳送的絕對安全,把測量精度從目前的微米量級進一步精細千倍、萬倍,而傳統計算機需要數萬年才能破解的複雜密碼,對它來說,只需要短短幾秒鐘的時間。
  • 新時代,育什麼先機、開什麼新局?
    新時代,育什麼先機、開什麼新局?先機就是生機,就是先手棋、先發優勢;新局就是新生,就是新天地、別開生面。只有不甘於跟在別人後面亦步亦趨的人,才會敢為人先、奮勇爭先;只有不安逸於守成、不滿足於既有成就的人,才會吐故納新、推陳出新。就我國「十四五」時期育先機而言,最重要的一個先機就是新一輪科技革命和產業變革。
  • 高新區(濱江)「院士講堂」第五講:房建成開講「量子精密測量與傳感...
    他結合自己從事的專業領域,深入淺出地為大家講授了「量子精密測量與傳感技術的發展與展望」。他從多個維度解釋量子科技為信息的獲取、通信和計算帶來了變革,並結合自己實驗團隊的研發經歷,系統、詳細地介紹了量子精密測量技術的發展,超高靈敏極弱磁場與慣性測量裝置研究進展,及其帶來的成果應用和產業變革。
  • 鴻蒙作業系統的劃時代意義,搶佔物聯網先機
    縱觀信息科技行業的發展歷史,總有一些公司站在了技術革命的風口浪尖。吳軍在其代表作《浪潮之巔》中說道,一旦站在浪尖,即便什麼也不做,也能隨著波浪順利地漂個十年甚至更久。無論是電話時代的AT&T,PC網際網路時代的英特爾、IBM、微軟,還是移動網際網路時代的蘋果、谷歌、阿里巴巴、騰訊,都受益於信息技術的變革,成為幸運的時代弄潮兒,獲得了巨大的商業成功。
  • 未來計算技術的心臟—量子科技
    近年來,量子科技發展突飛猛進,成為新一輪科技革命和產業變革的前沿領域。全球多個國家也在量子科技領域持續投入,不斷進行著頂層設計、戰略投資和人才培養等。加快發展量子科技,對促進高質量發展、保障國家安全具有非常重要的作用。
  • 專家:量子科技實用化未來可期
    量子技術為我國信息世界帶來革命性變化  今天越來越多人開始討論量子科技,實際上我們早已處於第二次量子革命階段。羅教授首先談到如何理解量子物理學?它有兩大特點,首先,任何的量子都是處於一種不確定的疊加狀態當中,它的重點不是我們無法確定它的狀態,而在於量子本質上就處於一種不確定的狀態。
  • 圓滿完成三大任務 "墨子號"搶佔量子科技創新制高點
    2016年我國成功發射世界首顆量子衛星——「墨子號」,並圓滿完成星地量子密鑰分發等三大科學目標。2017年,世界首條千公裡級量子保密通信幹線——京滬幹線建成啟用,與「墨子號」相結合,我國成功實現世界首次洲際量子保密通信……「十三五」期間,我國在量子科技領域取得了一系列重大進展。
  • 母嬰消費潮或將來襲,參展CKE中國嬰童展搶佔市場先機!
    受新冠疫情的影響,許多夫妻在漫長的春節假期只能「足不出戶」,女員工「扎堆懷孕」的現象也就不難理解了。專家預測,受疫情影響,2020年底或將迎來一波嬰兒潮,新一輪的母嬰消費熱潮或將來襲。搶佔下半年母嬰潮先機,參展CKE中國嬰童展!
  • 人類的量子信息革命:上帝擲骰子嗎?
    來源:新浪科技新浪科技訊 1月13日消息,回顧2019年的科學進展,量子物理領域收穫頗豐:人類首次拍攝到量子糾纏的照片,親眼看到這種「幽靈般的超距作用」;谷歌實驗證明「量子優越性」,演示了量子計算超越經典計算機超級計算能力,一個新的信息技術時代迎來新曙光。
  • 量子速讀、量子鞋墊、量子內衣……是真正的量子產品嗎?|神奇的...
    四川在線記者 徐莉莎最近,一則重磅消息讓量子科技踏上風口。10月16日,中共中央政治局會議集體學習量子科技。這使得原本小眾的「21世紀尖端科技」走入公眾視野,36隻概念股總市值一天增加200億元。量子算命、量子鞋墊、量子速讀……我們家早就用上了!這些「偽科學」沒有科學文獻的支撐,沒有任何能證明效果的實驗數據。郭光燦、潘建偉等院士紛紛闢謠。那到底什麼是量子?電子科技大學基礎與前沿研究院教授周強從事量子研究12年。他說,「說起量子,大家總有一種『不明覺厲』的陌生感。」
  • 量子速讀、量子鞋墊、量子內衣……是真正的量子產品嗎?| 神奇的...
    四川在線記者 徐莉莎最近,一則重磅消息讓量子科技踏上風口。10月16日,中共中央政治局會議集體學習量子科技。這使得原本小眾的「21世紀尖端科技」走入公眾視野,36隻概念股總市值一天增加200億元。可能隔壁阿姨要說了,嗨啥子嘛!量子算命、量子鞋墊、量子速讀……我們家早就用上了!
  • 九章發軔量子計算,嫦娥取得地外土壤,傳統文化與科技前沿對接
    但當時,《九章算術》大體已成定本,最後成書最晚也在東漢前期。現今流傳的大多是在公元263年(三國時期魏國元帝景元四年),劉徽為《九章算術》所作的注本。3、「九章」量子計算機3.1、「九章」的裡程碑意義量子技術是目前世界上最重要的科技前沿領域,九章的成功,奠定了我國在量子技術這一科技前沿的第一方陣地位。
  • 量子科技將成為數字科技的核心力量之一
    作者:王曉明封圖:圖蟲創意中共中央政治局10月16日下午就量子科技研究和應用前景舉行第二十四次集體學習,這是繼大數據、人工智慧、區塊鏈之後,中共中央政治局對前沿科技領域的又一次重點學習。量子科技本身,是數字科技的核心內容之一,是推動數字經濟時代的核心力量。什麼是量子?
  • 中國量子計算機有新進展,美國稱,要加力抗量子技術
    多數人不十分了解量子技術的具體概念,但從相關報導中,我們知曉,量子技術將大大提高並行計算、通信安全、加密技術、隱身技術、高精度導航、抗幹擾成像等能力,其軍事應用極有可能催生全新的戰略能力及作戰指揮體系。
  • 「天地一體化量子通信網絡」價值重大
    發收雙方就可以把自己手中的隨機字符串作為密鑰,用其將信息加密,後面的傳輸就完全是傳統的通信了,用光纖、電話、電子郵件甚至平信都可以。由此可知,量子保密通信的技術難度集中在密鑰的產生環節,這一步需要量子的信道。不過,由於這套量子力學的操作只能產生隨機字符串,不能按特定意願表示信息,因此不能直接用量子信道傳輸信息。
  • 百度科普量子計算新世界 再次喊出「人人皆可量子」願景
    百度CTO王海峰曾表示:「人工智慧是新一輪科技革命和產業變革的重要驅動力量,量子科技是當下備受矚目的前沿技術領域,兩者正融合發展,碰撞出新火花。一方面,以深度學習框架和雲計算為代表的人工智慧技術有望在量子計算軟、硬體的研發過程中大顯身手,比如百度飛槳深度學習平臺就包含了量子機器學習工具集『量槳』,可以支持開發者和科研人員更便捷地開發量子人工智慧應用;另一方面,隨著量子科技的發展,量子計算、量子通信以及量子精密測量等方面的先進成果也將逐步融入人工智慧的技術發展和應用落地之中。」
  • 書單|量子科技火了,究竟什麼是量子?如何用量子理論重新定義世界?
    量子科技發展突飛猛進,成為新一輪科技革命和產業變革的前沿領域。加快發展量子科技,對促進高質量發展、保障國家安全具有非常重要的作用。量子科技的基本原理也就是量子力學,從薛丁格的貓到去年風靡某教育機構的「量子波動速讀」,聽上去一套一套的,但是不理解真的很容易被人輕易收割一波智商稅。那什麼是量子?我們生活中的可以見到的、感知到的事物,包括光和能量的最小單位都能稱之為量子。簡單來說,就是我們遠處看魚群是烏央烏央的一大片,但放大了看就是一隻一隻的魚,這就可以說是魚群的量子。