Квантовые датчики обеспечат технологическую революцию к 2045 году

Квантовые датчики находятся в авангарде технологических инноваций, используя уникальные свойства квантовых явлений для обеспечения непревзойденной чувствительности и точности.

Эти передовые устройства готовы разрушить традиционные рынки датчиков, прокладывая путь к трансформационным приложениям в различных отраслях — от электромобилей и медицинской визуализации до квантовых вычислений и навигации без GPS.

Согласно последнему отчету IDTechEx, рынок квантовых датчиков вырастет до впечатляющих $2,2 млрд. к 2045 году, что обусловлено совокупным годовым темпом роста (CAGR) в 11,4%.

В этой статье мы рассмотрим потенциал квантовых датчиков, изучим разнообразные области их применения и ключевые факторы, способствующие их внедрению и развитию.

Квантовая грань: как работают эти датчики

Квантовые датчики используют принципы квантовой механики, такие как суперпозиция, запутывание и туннелирование, для достижения исключительной чувствительности и точности при измерении физических свойств.

К таким свойствам относятся время (измеряемое атомными часами), магнитные и электрические поля, гравитация, ускорение и свет.

В отличие от традиционных датчиков, точность которых может быть ограничена, квантовые датчики предлагают беспрецедентные возможности измерения. Например, однофотонные детекторы способны улавливать свет в минимально возможных масштабах, а атомные часы по-новому определяют стандарты хронометража.

Разнообразные области применения

Превосходные характеристики квантовых датчиков способствуют их внедрению во многих отраслях:

  • Автомобилестроение и электромобили. Квантовые датчики улучшают дистанционное измерение тока в электрических и автономных транспортных средствах. Миллионы датчиков туннельного магнетосопротивления (TMR) в масштабе чипа уже используются в автомобильных системах, демонстрируя их коммерческую жизнеспособность.
  • Навигация без GPS. Квантовые акселерометры и гироскопы обеспечивают высокоточные навигационные решения даже в условиях отсутствия GPS. Эти возможности особенно ценны для подводных лодок, самолетов и космических исследовательских миссий.
  • Медицинская визуализация. Магнитометры с оптической накачкой (OPM) совершают революцию в неинвазивной визуализации мозга.
  • Квантовые вычисления и коммуникации. Квантовые датчики являются важнейшим инструментом развития других квантовых технологий. Например, магнитометры и однофотонные детекторы играют ключевую роль в масштабировании квантовых компьютеров, поддерживая увеличение количества и сложности кубитов.
  • Бытовая электроника и не только. По мере развития технологий компактные квантовые датчики могут найти свое применение в потребительских устройствах, предлагая расширенную функциональность и новые варианты использования в повседневных приложениях.

Преодоление трудностей: от лаборатории до рынка

Несмотря на свой преобразующий потенциал, квантовые датчики сталкиваются с серьезными препятствиями на пути перехода от лабораторных прототипов к продуктам массового спроса.

Одной из ключевых проблем является масштабируемое производство экзотических материалов, таких как искусственные алмазы и сверхпроводники, которые необходимы для этих датчиков.

Кроме того, развитие передовых возможностей производства полупроводников и фотонных элементов имеет решающее значение для удовлетворения потребностей этого развивающегося рынка.

Учитывая это, несколько национальных инициатив способствуют развитию отечественного производства квантовых материалов и компонентов, обеспечивая суверенитет цепочки поставок и стимулируя инновации.

Эти задачи активно решают как стартапы, так и уже состоявшиеся игроки. В то время как некоторые квантовые датчики, например устройства TMR, уже коммерчески жизнеспособны, другие, такие как инструменты биомагнитной визуализации, остаются на ранних стадиях разработки.

Перспективы рынка квантовых датчиков

В ближайшие два десятилетия рынок квантовых датчиков произведет революцию в сенсорной индустрии. Ожидается, что к 2045 году объем рынка достигнет 2,2 млрд долларов, что будет обусловлено как развитием проверенных технологий, так и появлением новых инноваций.

В таких технологиях, как атомные часы, основное внимание уделяется оптимизации существующих конструкций для выхода на новые рынки, включая центры обработки данных и автономные системы.

В то же время другие инновации, такие как биомагнитная визуализация, представляют собой долгосрочные возможности, требующие постоянных инвестиций и исследований.

Квантовые датчики не только меняют отрасли, но и способствуют совместному прогрессу в экосистеме квантовых технологий.

Благодаря синергетическому развитию квантовых вычислений, коммуникаций и материаловедения рынок квантовых датчиков находится на траектории экспоненциального роста.

Ранее ученые разработали самый маленький датчик вибрации в квантовом мире.

22.01.2025


Подписаться в Telegram



Хайтек

Легкие и прочные: как Al-Sc сплавы покоряют промышленность
Легкие и прочные: как Al-Sc сплавы покоряют промышленность

3D-печать меняет правила игры: она дает б...

Световые качели: физики открыли новый способ управлять светом
Световые качели: физики открыли новый способ управлять светом

Физики научились управлять светом в кроше...

Тараканы-киборги — спасатели ближайшего будущего
Тараканы-киборги — спасатели ближайшего будущего

От зон стихийных бедствий до экстрем...

Томские ученые раскрыли секреты молекулярных взаимодействий
Томские ученые раскрыли секреты молекулярных взаимодействий

Ученые из Томского политехнического униве...

100 миллионов за молекулярный прорыв: в Уфе запустили супер-спектрометр
100 миллионов за молекулярный прорыв: в Уфе запустили супер-спектрометр

В Уфимском федеральном исследовательском центр...

От идеи до Росатома: история успеха проекта RSP
От идеи до Росатома: история успеха проекта RSP

В НИЯУ МИФИ создали онлайн-сервис —...

CARMA II — автономный робот, который делает ядерные объекты безопаснее
CARMA II — автономный робот, который делает ядерные объекты безопаснее

Передовая роботизированная система CARMA II ус...

Нейросети будущего: поляритоны в СПбГУ бьют рекорды точности
Нейросети будущего: поляритоны в СПбГУ бьют рекорды точности

Ученые из Санкт-Петербургского государств...

MIT учит дронов избегать столкновений: новый метод GCBF+
MIT учит дронов избегать столкновений: новый метод GCBF+

Инженеры из MIT придумали, как сдела...

Фокус на будущее: киноформные линзы меняют правила игры
Фокус на будущее: киноформные линзы меняют правила игры

Сотрудники лаборатории 3D-печати функциональны...

Российский минерал совершил революцию в мире двумерных материалов
Российский минерал совершил революцию в мире двумерных материалов

Ученые Томского политехнического университета ...

Свет из земли: как глина превратилась в дисплей
Свет из земли: как глина превратилась в дисплей

Мир дисплеев скоро изменится благодаря новым м...

В МИФИ создан радиоизотопный прибор для отечественной металлургии
В МИФИ создан радиоизотопный прибор для отечественной металлургии

В Национальном исследовательском ядерном униве...

Преодоление физических барьеров: на пути к новым квантовым технологиям
Преодоление физических барьеров: на пути к новым квантовым технологиям

Комментирует профессор Майя Вергниори, которая...

Впервые в России: в Катайске начали выпуск уникальных насосов
Впервые в России: в Катайске начали выпуск уникальных насосов

Катайский насосный завод, который находится в&...

Ученые ТПУ продемонстрировали, как у капель появляются «пальцы»
Ученые ТПУ продемонстрировали, как у капель появляются «пальцы»

Исследователи из Томского политехническог...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Невидимые враги: как ароматизаторы превращают ваш дом в угрозу для здоровья
Невидимые враги: как ароматизаторы превращают ваш дом в угрозу для здоровья
Легкие и прочные: как Al-Sc сплавы покоряют промышленность
Легкие и прочные: как Al-Sc сплавы покоряют промышленность
Cell Reports: Голодание приносит пользу взрослым, но создает риск для подростков
Cell Reports: Голодание приносит пользу взрослым, но создает риск для подростков
69 ученых, которые меняют мир: история успеха из Нижнего Новгорода
69 ученых, которые меняют мир: история успеха из Нижнего Новгорода
Спасти жизнь за минуты сможет кетамин в борьбе с эпилептическим статусом
Спасти жизнь за минуты сможет кетамин в борьбе с эпилептическим статусом
Как взрываются звезды: открытия, которые меняют наше представление о Вселенной
Как взрываются звезды: открытия, которые меняют наше представление о Вселенной
Как получить инструмент будущих инженеров бесплатно, если ты студент
Как получить инструмент будущих инженеров бесплатно, если ты студент
От шахт до чистой энергии: путь австралийской горнодобывающей промышленности
От шахт до чистой энергии: путь австралийской горнодобывающей промышленности
Больничные раковины и невидимый враг, который в них живет
Больничные раковины и невидимый враг, который в них живет
Цикорий и кобальт: дуэт против рака, бьющий точно в цель
Цикорий и кобальт: дуэт против рака, бьющий точно в цель
Без капитана, но с комфортом: в Нижнем Новгороде строят судно без экипажа
Без капитана, но с комфортом: в Нижнем Новгороде строят судно без экипажа
Лазер, графен, полимер: как создают электронику, которую можно сгибать
Лазер, графен, полимер: как создают электронику, которую можно сгибать
Ученые объединили два прибора в один, чтобы лучше анализировать газы
Ученые объединили два прибора в один, чтобы лучше анализировать газы
Световые качели: физики открыли новый способ управлять светом
Световые качели: физики открыли новый способ управлять светом
Удаленка навсегда: как бизнес адаптируется к новым реалиям
Удаленка навсегда: как бизнес адаптируется к новым реалиям

Новости компаний, релизы

Более 200 нижегородцев посетили научные кинопоказы честь Дня российской науки
Школьников и студентов Хабаровского края приглашают написать всероссийский диктант «Наука во имя Победы»
На Фестивале «Москва — Точка старта» победили проекты из МИФИ
Молодых и заслуженных ученых наградили в Хабаровске
Калужан приглашают к участию в XIII сезоне Международного инженерного чемпионата CASE-IN