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“量子技术”都应用在哪个领域?

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“量子技术”都应用在哪个领域?

雪花又一年 2018-05-16 13:53:24 浏览104 评论0

摘要: 你可能无时无刻不在和量子技术接触:它在我们的手腕上,它在我们的语音设备中,它在我们的屏幕里,它在我们的汽车内……量子技术是数字时代的基石。 第二次量子革命即将来临,全新的量子技术正从实验室走出来,这将使传感、通讯、量子医疗,信息处理等领域获得前所未有的跨越式发展。

你可能无时无刻不在和量子技术接触:它在我们的手腕上,它在我们的语音设备中,它在我们的屏幕里,它在我们的汽车内……量子技术是数字时代的基石。

第二次量子革命即将来临,全新的量子技术正从实验室走出来,这将使传感、通讯、量子医疗,信息处理等领域获得前所未有的跨越式发展。但最大的挑战还是在于如何将技术概念变为原型,以及如何成功将原型进行商业化。

量子技术都应用在哪个领域?

量子技术到底是什么?

我们现在已经有能力操控单个原子、电子或其他粒子,其带来的好处是不言而喻的。比如,通过光子计数来制造3D相机、通过捕获单个原子和离子建造最精确的光学计时器等同时,那些看似违反常理的量子现象也将为我们所用,比如量子纠缠态和量子叠加态。

量子钟:通过捕获原子和离子,制造前所未有的高精度计时器。

量子成像通过对单个光子进行探测和计数,来突破传统相机的各种限制。全新的成像技术甚至可以穿过浓雾、看透墙壁。

量子传感器可以超越以往任何设备的精度来测量光、电以、磁场,甚至引力的运动。

量子计算机:将完成传统计算机所无法想象的任务。以IBM的超级计算机Blue Gene为例,它需要花费上百万年才能破解某些普通的数据加密,而量子计算机只需要几秒。此外,未来的量子计算机还将帮我们合成出各种具有全新性能的材料。

量子通讯:具有极高的通讯安全性,难以被侵入。此外,量子云计算网络将会最终实现。

量子植入:量子能量转能加载驻波技术。主要的原理是依托高科技量子能量舱。产品在进入舱体后经过“声、光、电、磁”等物理介入方式,进行能量植入。

量子技术都应用在哪个领域?

量子技术的市场及其影响

量子技术的应用范围之广可能远超你想象

▶石油与天然气

通过量子传感器来进行引力观测,将大大增加发现新资源的速度,从而增加石油与天然气的产量。

▶环境

2007年夏天的大洪水为整个英国造成了32亿英镑的损失。用量子传感器探测引力,将使我们精确的测量哪怕是最微小的海床运动,从而设法减轻自然灾害对人类造成的影响。

▶ 数据安全

现在互联网上的加密信息越来越多。据估算,2016年全球公共云计算服务的将增长16.5%,达到2000亿美元。量子通讯在这个时代显得更加重要,除了保障数据的安全性,更重要的是,量子通讯技术的安全性将大大增强人们对网络的信任,从而进一步促进相关产业的发展。

量子技术都应用在哪个领域?

▶ 国防与航空航天

国防与航空航天工业极大的依赖高精度的导航、计时及遥感。量子技术是目前提升精度的最有效方式。目前,英国国防部已计划将一些主要研发项目的最新成果进行实际应用,包括小型原子钟、陀螺仪、加速器、重力成像系统。

▶ 土木工程

全新的重力传感器还可用于地下结构的探测,比如地下管线和沉洞。

量子技术都应用在哪个领域?

▶ 无线通信

微型超高精度量子钟能容纳密度更高的通讯流量,使得诸如GPS定位、音视频通话等不再受网络环境的影响。

▶ 金融

金融数字化要求极其精确的时间戳,整个经融市场都将受益于新一代量子钟。

▶ 城市

量子传感器可以更加智能、更加精确的测控城市能耗、水消耗量、空气质量、地质运动等指标,从而让整个城市更安全高效的运行。

▶ 娱乐、安保、工业

全新形态的光子相机将使这些行业收益颇多,甚至从工具层面完全改变这些行业的形态。

量子技术都应用在哪个领域?

▶医疗健康

痴呆病根据阿尔茨海默病协会估计,全世界每年因痴呆病而造成的经济损失约有5000亿英镑,这一数字还在不断增加。而当前基于患者问卷的诊断形式通常会使治疗手段的选择可能性被严重限制,只有做好早期的诊断和干预才可以有更好的效果。

研究人员正在研究一种称为脑磁图描记术(MEG)的技术可用于早期诊断。但问题是该技术目前需要磁屏蔽室和液氦冷却操作,这使得技术推广变得异常昂贵。而量子磁力仪则可以很好地弥补这方面的缺陷,它灵敏度更高、几乎不需要冷却和与屏蔽,更关键的是它的成本更低。

癌症一种名为微波断层成像的技术已应用于乳腺癌的早期检测多年,而量子传感器则有助于提高这种技术的灵敏度与显示分辨率。与传统的X光不同,微波成像不会将乳房直接暴露于电离辐射之下。

此外,基于金刚石的量子传感器也使得在原子层级上研究活体细胞内的温度和磁场成为了可能,这为医学研究提供了新的工具。

心脏疾病心律失常通常被看作是发达国家的第一致死杀手,而该病症的病理特征就是时快时慢的不规则心跳速度。目前正在开发中的磁感应断层摄影技术被视作可以诊断纤维性颤动并研究其形成机制的工具,量子磁力仪的出现会大大提升这一技术的应用效果,在成像临床应用、病患监测和手术规划等方面都会大有益处。

量子技术都应用在哪个领域?

量子技术未来

未来量子技术的应用范围越来越广泛,发展空间非常广阔,将量子技术应用解决生态环境、人类健康长寿等重大问题,量子技术健康产品已经逐步进入越来越多的家庭。

原国家计委科技司副司长严谷良表示,量子技术的时代已经到来。从量子技术在各领域的应用中可以看到,量子技术克服、解决了许多依靠常规技术解决不了的难题,可以说,掌握了量子技术,即是掌握了一个新的科技武器。


原文发布时间为:2018-01-22
本文作者:金雨堂为爱而生
本文来源:今日头条,如需转载请联系原作者。

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