登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
现实世界中的你可以穿墙而过吗?文学作品中的心灵感应可能实现吗?20世纪量子理论的出现颠覆了人类对世界的很多看法。在量子的世界里,“穿墙术”和“心灵感应”都有可能发生。量子理论为人类探索世界提供了无限可能,而人类现在能够掌握和应用的,还仅仅是沧海一粟。
随着能源互联网的快速发展,泛在电力物联网建设提速,电力系统中各类应用、终端设备连接入网,网络信息安全日益重要。量子技术在原理上可以实现信息通信的绝对安全,当中蕴含着重塑现有网络信息安全理念和技术的巨大能量。
量子力学的起源和发展
1900年4月,著名物理学家开尔文发表了《在热和光动力理论上空的19世纪乌云》演讲。他说,动力学理论断言,热和光都是运动的方式,但是,现在这一理论的优美性和明晰性却被两朵乌云遮蔽,显得黯然失色了。这两朵最终动摇经典物理大厦坚实基础的乌云,催生了20世纪现代物理学的两大支柱——相对论和量子力学。
1900年12月,普朗克通过对热辐射的研究,最早提出了量子这一概念;1905年,爱因斯坦提出了光量子假说,进一步发展了量子概念;1935年,薛定谔提出了著名的思想实验“薛定谔的猫”,并以此为基础进一步阐明了量子纠缠理论;1993年,美国科学家贝内特提出量子通信的概念,即利用量子纠缠原理来实现保密通信……
量子是构成物质的最基本单元,是物理量的最小单位,不可分割。那量子又有哪些特性呢?首先量子具有“不确定性”,即观察者不可能同时知道一个粒子的位置和它的速度,也就是说,测量后的微粒和测量之前相比,必然会产生变化。其次是量子“不可克隆”,即一个未知的量子态不能被完全地复制,在量子力学中,不可能实现复制态与初始量子态完全相同。再次是量子“不可区分”,即不可能同时精确测量两个量子态,无论采用任何测量方法,测量的结果都会有偏差。最后是量子态纠缠性,也就是两个量子在特定的环境(温度、磁场)下可以处于纠缠状态,基于这种纠缠,某个粒子的作用将会瞬时地影响另一个粒子。
量子理论的出现颠覆了人类对微观世界的诸多看法。特别是量子纠缠理论的实验验证:具有纠缠态的两个粒子无论相距多远,只要一个状态发生变化,另外一个也会瞬间发生变化——这不类似于“心灵感应”么?事实上,基于量子纠缠理论的量子通信技术解决了人类保密通信的巨大难题。
量子技术应用正在改变世界
量子理论的研究和技术应用是全球前沿领域,目前在应用方面,主要有量子通信、量子计算和量子测量“三兄弟”。那么,这“三兄弟”都在哪些领域实现应用?未来又有什么发展前景?
量子通信成熟最早,已经实现了实际应用,能够保证通信安全。由于量子具有“不确定性”,一个个光子呈现出各种概率,想要中途窃取信息的黑客就无法提取出真实信息。而通过系统的精巧设计,真正通信的双方却可以“算”出真实信息。通过安全传输少量信息用做加密的钥匙,给大量信息加密,可以保证通信安全。全球都在大力推进量子通信的工程应用。我国在此领域处于领先地位,不仅形成了成熟的成套装备,更实现了系统大规模应用。目前,我国已建成了量子通信“京沪”“沪杭”“合武”等干线,成功发射了量子科学实验卫星“墨子号”并完成相关实验。
量子计算也在快速成长,目前虽没有得到实际应用,却是真正的“潜力股”。由于量子具备叠加、纠缠等特性,运算时能够同时生成很多结果。如果能够对其精确控制,选择想要的结果,算力将获得指数级提升。几十个量子比特的计算机算力就能超过世界上现有的最强超级计算机。在这一领域,谷歌、微软、亚马逊等巨头处于第一集团,我国科技公司都大力投入,很多量子计算企业也在紧紧跟随,但总体上都还未实现具体应用。
量子测量最为“年少”,在化学与材料科学,以及生物和医疗等研究领域有着广泛的应用前景。由于量子都是微观粒子,对各种扰动特别敏感,因而能够大大提高测量精度。在医疗检测领域,量子测量技术能够使技术人员看清楚单个DNA分子的细节,精度比目前最先进的核磁共振提高3~4个数量级。在这一方向上,我国取得了一定成果,总体而言达到应用阶段还需时日。
保障泛在电力物联网信息安全
实际上,国家电网有限公司已将量子技术应用到电网运营中。尤其在量子通信方面,国网信息通信产业集团有限公司建立起电力量子城域示范网,结合量子通信“京沪干线”和“墨子号”卫星,形成跨省电力量子应用网络,为各类电网业务信息传输提供了安全保障。在政治保电方面,量子通信技术已在2016年G20杭州峰会、十九大、上海合作组织青岛峰会等重要活动保电的网络信息通信安全保障中得到应用。在电网日常业务应用上,量子安全产品为调度自动化、配电自动化、数据灾备、银电专线、数据网管、用电采集等业务提供了信息安全保障。
在“两网”融合的浪潮中,量子技术的应用能够为泛在电力物联网的信息安全保驾护航,助力泛在电力物联网更好地发挥作用。
在信息安全方面,国网信通产业集团将量子通信技术引入泛在电力物联网建设,提出了“泛在量子安全方案”。在泛在电力物联网的感知层,有离线加密保护终端通信;在网络层,有在线IP加密和非IP光路加密保护网络安全;在平台层,有数据库量子加密保护数据安全;在应用层,有量子安全云服务全面覆盖泛在电力物联网各层面的安全通信需求。
量子计算可能在电网信息安全中贡献一臂之力。用量子算法库中的机器学习算法来分析威胁信息、判断安全态势,可提升安全监测态势感知的效率。未来,量子算法的高算力优势还有可能在电网潮流计算和稳态分析中发挥作用。
而量子测量则有望在电网电气状态监测方面崭露头角。技术人员通过监测光在复合光缆地线传播过程中量子状态的变化,可以判断该线路覆冰情况的变化。当前,相关样机已在研制、测试过程中。
作为公司量子技术应用的主要支撑单位,国网信息通信产业集团已和国内权威量子科研院所形成量子产业联盟,打造多条量子产品线。乘着泛在电力物联网建设的东风,量子技术将在电网更多业务领域发挥更大的作用。
(作者单位:国网信息通信产业集团)
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
北极星输配电网获悉,为支撑解决安徽省重要行业、重点产业的企业创新发展面临的重要技术难题和重大科学问题,2020年以来,省科技厅积极联合省直有关部门及大型骨干企业等,组建省自然科学基金联合基金。截至目前,安徽省科技厅已与省水利厅、省气象局、安徽皖维集团有限责任公司、国网安徽省电力公司共
随着气温降低,烟台电网供暖用电负荷不断攀升,根据负荷增长趋势,预测今年冬季烟台电网最高用电负荷出现在12月至1月,全网最高负荷将达到830万千瓦,省调最高负荷将达到780万千瓦。为了确保烟台市经济发展和居民生活用电,国网烟台供电公司结合往年迎峰度冬负荷情况,合理安排电网运行方式,密切跟踪
“泛在电力物联网终端通讯技术导则(团标)启动仪式”在苏州浒墅关举行,旨在整合相关专业资源和研发力量,建立相关标准,合力助推我国智慧能源体系建设。“泛在电力物联网”是顺应国家十四五规划、达成能源革命目标的核心基础技术之一,也是数字革命在能源电力领域迅猛发展的产物。记者采访了解到,在这一领
记者8日从南方电网公司获悉,广东、广西和海南电力负荷创今年以来新高,电力部门紧急调集机组发电并安排工程提前复电以增加电力供应,同时暂时取消线路检修增加送电能力。据南方电网公司介绍,截至7日17时,广东、广西和海南三地最高负荷分别达到1.07亿千瓦、2333万千瓦、504万千瓦,均比去年同期增长2
北极星输配电网获悉,为满足成都市黄甲片区负荷发展需要,四川发改委核准批复了成都黄甲220千伏输变电工程项目。项目单位为国网四川省电力公司。项目建设地点为成都市双流区。项目建设主要内容:(一)新建黄甲220千伏变电站,主变容量3×240兆伏安,本期容量2×240兆伏安,220千伏出线10回,本期一次建
疫情发生以来,“不出门,少接触”是关键有效的防控举措,视频巡检、远程办工等电力信息化建设显出巨大作用。位于未来科学城内的国家电网全球能源互联网研究院,通过自身研发的“输电线路巡视图像智能分析系统”,自动识别回传照片中可能存在的电力设备缺陷,省去了人工成本,还能避免漏查。4月26日,
近日,作为有效发挥泛在电力物联网复用价值,助力打好污染防治攻坚战,进一步提高生态环境精准管控能力的一项务实举措,《成都市生态环境局国网四川电科院政企战略合作协议》在蓉签署。相关负责人表示,此举将为进一步深化政企战略合作,不断提升生态环境精准管控能力和水平发挥重要的促进作用。“近年
日前,科技部发布了2020年度国家重点研发计划“制造基础技术与关键部件”等重点专项2020年度项目申报指南的通知。为落实《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020年)》,以及国务院《能源发展战略行动计划(2014—2020年)》《中国制造2025》和《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》等提
4月20日,泛在电力物联网解决方案企业深圳市润诚达电力科技有限公司(以下简称“润诚达”)宣布:已完成了千万级人民币的A轮融资。本次融资的领投方为中国科技开发院旗下的中孵资本,云悦资本担任此次融资独家财务顾问。润诚达成立于2010年7月,是一家集研发、生产、销售、运营运维于一体的泛在电力物
为深入贯彻党中央关于加快新型基础设施建设的重大决策部署,落实省委、省政府和国家电网公司工作要求,4月14日,国网湖南省电力有限公司(以下简称“国网湖南电力”)在长沙召开新型基础设施建设项目开工动员会,国家能源局湖南监管办党组书记、专员银车来,省发改委副主任、省能源局局长姚英杰,省工
数字新基建风口,政策推动5G、工业互联网、云计算、大数据等乘风而上。自2019年11月来,政治局会议、工信部等先后6次就推动数字新基建做了相关表态。政策频发,促进下游需求释放。(来源:新时代证券作者:田杰华,李汉卿)[$NewPage$][$NewPage$][$NewPage$]
在北京市海淀区南沙河流域,水面漂浮着不少盘子大小的圆形白色“音箱”。这是海淀区“城市大脑”在生态环保方面的一项运用,利用纳米材料量子点光谱技术制作的河湖水质监测系统。“水的光伏指数如果是红色的话就代表可能水质较差。”海淀区水务局监测人员告诉记者,水质监测管理软件系统通过大数据采集
电池发展到今天,尤其是锂电池已经非常接近其理论物理极限,我们非常需要电池的材料、技术和形态的革新,而事实上,各国的科学家也都前赴后继的研究着。现在来自澳大利亚蒙纳士大学的KavanModi及其同事们又向电池界添加了一个惊喜:利用量子技术极大的减少充电时间。基于量子的技术相比较传统的技术而
11月11日,国家电网公司科技部在北京组织召开“量子技术提升电力系统通信安全可行性研究”项目验收会。验收专家组认真听取了成果汇报,仔细审查了项目资料,经讨论质询,一致认为项目完成了合同规定的研究内容,同意通过验收;研究成果在电力架空光缆和电力运行环境下的量子密钥分配、电力专用量子安全通信网关设计等方面达到了国际先进水平。本项目第一次将量子通信技术引入电力行业的基础前瞻性研究课题。中国电科院联合中国科学技术大学,先后在国家电网昌平特高压直流试验基地、国家电网霸州特高压杆塔试验基地和国家电网良乡特高压工程力学试验基地开展量子保密通信
近日,西北能源监管局应邀参加中国能源研究会组织开展的西北区域新型储能和电力跨省跨区交易课题调研,积极助力西北新能源高比例发展政策研究。西北能源监管局重点介绍了近年来电力市场监管工作开展情况和取得的成效、宁夏新型储能建设发展运营和电力跨省跨区交易情况,深入了解掌握相关电力企业存在的
习近平总书记强调,要牢牢把握高质量发展这个首要任务,因地制宜发展新质生产力。今年《政府工作报告》提出,深化大数据、人工智能等研发应用,开展“人工智能+”行动,打造具有国际竞争力的数字产业集群。南方电网公司加快发展新质生产力,通过强化人工智能创新平台运营服务,有序推进电网人工智能场
2024年能源网络通信创新应用大会期间,华为携电力全光通信网,展示在电厂光视联动周界防护、下一代输变电通信网、配电通信网、输变电通信网运维管理系统等领域的最新成果和应用,旨在打造主配一体的全光电力通信网解决方案,以全光品质支撑新型电力系统建设。随着AI大模型的火热,利用数字技术支撑数智
4月7日,山西省人民政府发布2023年度山西省科学技术奖励的决定,其中包含多个电力相关项目。其中包含变电站接地网状态精准监测、成像定位及预警关键技术,超/特高压换流站间隙绝缘强度调控核心技术、关键装备及工程应用,支撑电力绿色低碳转型的源网荷储协同灵活调控关键技术及应用,组合电器结构缺陷
为贯彻落实国家发展改革委等部门《关于加强新能源汽车与电网融合互动的实施意见》(发改能源〔2023〕1721号)有关要求,充分发挥新能源汽车在电化学储能体系中的重要作用,构建新能源汽车与供电网络双向互动体系,巩固和扩大我省新能源汽车发展优势,支撑新型能源体系和新型电力系统建设,省发展改革委
4月17日,山东省能源局发布关于冒用我局名义推销书籍的严正声明。全文如下:山东省能源局关于冒用我局名义推销书籍的严正声明近日,我局接到举报反映,有不法分子冒用我局名义,发布《山东省能源局关于征订最新电力系统发电厂安全运行与意外故障防范及抢修应急处理实务全书通知》,推销《最新电力系统
【我们将按照国家构建新型电力系统的相关精神,持续深化电力市场改革,围绕“完善市场机制、统一规则体系、扩大市场范围”的远景目标,从完善市场规则、健全调控机制、强化风险防范、严格市场监管、培育新型主体等方面着手,推动电力市场向更加成熟、更加稳定、更加开放方向发展。】——山西省能源局总
4月18日,国务院新闻办举行2024年一季度工业和信息化发展情况新闻发布会,工业和信息化部党组成员、副部长单忠德,工业和信息化部新闻发言人、总工程师赵志国,新闻发言人、运行监测协调局局长陶青出席发布会,介绍有关情况,并回答记者提问。2024年一季度工业和信息化发展情况工业和信息化部副部长单
近年来,湖南新能源发展迅速,全省新能源装机超过2300万千瓦,占总装机比例超过30%。为加强新能源发电企业涉网安全监管,筑牢新形势下电力系统安全防线,4月12日,湖南能源监管办组织召开2024年新能源安全运行管理厂网联席会议。湖南能源监管办电力安全处、省发展改革委运行处、省调控中心和省电科院负
《鄂托克旗能源电力系统安全生产治本攻坚三年行动实施方案》印发以来,鄂托克旗能源局积极推动专项行动按期开展。旗能源局党组书记、局长米海蜚现场调研鄂尔多斯双欣环保余热发电扩建煤棚项目。4月10日起,聘请3名电力安全专家安全检查15家电力企业,为本次能源电力安全生产治本攻坚三年行动筑牢基础。
为深入分析总结南方(以广东起步)现货市场机制运行情况,更好地发挥现货价格引导源网荷储规划,推动新型电力系统建设,近日,南方能源监管局组织广东市场运营机构开展电力现货市场引导源网荷储规划专题研究。该专题研究针对典型负荷特性下各地区现货市场价格总体分布、电源布局和关键电网工程建设对现
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!