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Über der Apple-Uhr hinaus: Wie Quantum-Sensoren die Welt ändern

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Die vor kurzem verkündete Apple-Uhr wird vorgesehen, um Sensoren kühl herzustellen und holt den Verbrauchern neue Eigenschaften, die auf Sensoren für Bewegung, Herzrate und Druck bauen.

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Kühlvorrichtung kann die spätesten Entwicklungen in der Menge diese Maßtätigkeit auf einem nanoscale abfragend noch sein.

Das einzigartige Verhalten der Systeme an der Atomskala lässt ultraprecise Maße zu, die beginnen, eine Vielzahl von Industrien wie Medizin, der Landwirtschaft und Transport umzuwandeln. Sie haben das Potenzial, unsere Leben viel eher auszuwirken als viel anderes Menge-gegründete Technologien.

Von futuristischem? intelligente Kleidung? mit eingebauten Fahrer-freien Autos der Gesundheits-Sensoren mit den exakten Navigationsanlagen, die auf den Atomuhren (Unfälle im Allgemeinen beseitigend) basieren, haben Ingenieure die Gelegenheit, alle Arten Technologien mit der verbesserten Abfragung zu entwickeln.

Sind hier einige Anwendungen, wo die Quantenabfragung eine Auswirkung in naher Zukunft bilden kann.

Gelassen gibt es Licht: Kameras und Quantum

Wir neigen, an megapixels zu denken, wenn wir Kameraqualität beurteilen -- mehr megapixels, das freiere Bild. Aber dieses ist bis zu einem Punkt nur zutreffend.

Der Kernfaktor ist wirklich Lichtabsorption. Um Kameras drastisch zu verbessern, benötigen wir Technologie die es möglich mehr Licht aufzusaugen macht. Dieses ist mit Quantenfilm möglich, der Sicherung weit mehr Licht als herkömmliche Kameras hilft.

Heute errichtet eine Firma, die Invisage angerufen wird, die empfindlichste bewegliche Kamera der Welt, die auf Quantenfilm basiert. Er benutzt Quantenpunkte, der bereits in den Fernsehen und in den verschiedenen industriellen Anwendungen verwendet wird, aber hat, an den Kameras schon angewendet zu werden, die wir auf einer täglichen Basis benutzen. Technologien so garantieren, dass das folgende Erzeugung der Kameras in unseren smartphones nicht gerade Zuwachs- besser sind, aber ein völlig neues Tier.

Drehendiagnostikinnere - heraus

Bis jetzt haben medizinische Fachleute hauptsächlich auf Sensoren gebaut, die Symptome von Unpässlichkeiten, wie Körpertemperatur oder Blutdruck messen. Obgleich diese Arten der Instrumente wertvolle Informationen über den Zustand einer Einzelperson liefern, können sie möglicherweise nicht genau festlegen, was mit jemand falsch ist. (Tut dieses Fieber anzeigen eine bakterielle Infektion oder ein Virus?)

Vor kurzem, sind neue chemische Sensoren entwickelt worden, die in das Blut eingespritzt werden und unter Verwendung MRIs ermittelt werden können. Dieses kann helfen, die Genauigkeit von Diagnosen zu verbessern, indem es Probleme auf dem Organniveau identifizierent.

Quantum-Sensoren können uns zu einem sogar kleineren Niveau nehmen und Minuteänderungen in lebenden Zellen aufdecken.

Diese Sensoren, die unter Verwendung der Diamant nanocrystals errichtet werden, können Eigenschaften messen wie Temperatur, die Bedingungen wie Krebs anzeigen und uns Medizin zu zielen nur, zu den bösartigen Zellen schließlich helfen kann.

In naher Zukunft sind wir, menschliche Gesundheit gerade holistisch aber unten zu betrachten nicht zu jeder einzelnen Zelle, und wir sind, hergestellte Behandlungen aufzubauen, die Leuten helfen, besser schneller zu erhalten.

Erleichtern der strukturellen Last

Eine der wichtigsten Betrachtungen, die in Bauvorhaben einsteigt, ist was Art zu verwenden des Materials. Diese Entscheidung lagert nach Faktoren einschließlich Stärke, Flexibilität, Leitfähigkeit, Haltbarkeit und viel mehr schwenkbar. Ingenieure fragen sich, was sie vom Material benötigen und dann den bestmöglichen Sitz aussuchen.

Unter Verwendung der Nanotechnologie-gegründeten Methoden können wir Glasfasern herstellen, die im zusammengesetzten Material eingebettet werden können. Wenn Gegenstände unter Verwendung dieser Technologie errichtet werden, sind Leute in der Lage, die lastentragende Qualität der Gegenstände in der Realzeit zu messen, nachdem sie errichtet worden sind. Im Wesentlichen wird das Material selbst ein Sensor.

Diese Methode ist bereits als strukturelle Überwachungsanlage für Brücken in Kanada eingeführt worden und gelassen zentralisierte, Realzeitüberwachung der Brücken von einem einzelnen Aufstellungsort zu. Wir können Quantensimulation auch verwenden, um das Verhalten der Materialien zu modellieren, bevor sie synthetisiert werden und vor der Schaffung des abschließenden Materials uns erlauben, ihr Verhalten und Eigenschaften zu studieren.

Vorwärts sich bewegen: Die Zukunft der Quantum-Abfragung

Die gegenwärtige Arbeit über die Quantenabfragung wird jetzt auf die Erhöhung der Zahl Sensoren, die gerichtet wir benutzen und wählt herauf ihre Empfindlichkeit und das Errichten der fachkundigen Werkzeuge, um alle Daten leistungsfähig zu verarbeiten sie vorlegen. Firmen wie Samsung bilden bereits Investitionen in den Quanten-Sensoren unter Verwendung der Materialien wie das graphene und zeigen ein Interesse des starken Marktes an diesen Materialien.

Konstrukteure haben, schnell Gelegenheiten zu identifizierenen, Entwicklungen bei der Quantenabfragung auszun5utzen. Und möglicherweise erlauben Quanten-Sensoren uns schließlich, eine Uhr mit aller Funktionalität von Star Trek Tricorder zu entwickeln.

Über die Autoren

Aleksey Fedorov ist ein Juniorforscher in der russischen Quantum-Mitte. Seine Forschungsinteressen umfassen theoretische Physik, verkürzte Angelegenheitstheorie und mathematische Kontroltheorie.

Ruslan Yunusov ist der CEO der russischen Quantum-Mitte. Er hält einen PhD in der Physik von der Lomonosov Moskau Landesuniversität.