（文章來源：能見Eknower）

12月30日，由中國科學(xué)院物理研究所發(fā)起的“‘新年悟理’跨年科學(xué)演講——什么是量子力學(xué)”在京舉行，主講人是被網(wǎng)友戲稱為“專治各種不明白”的“網(wǎng)紅”科學(xué)家曹則賢。這場非常“接地氣”的科學(xué)演講通過十余家直播平臺的同步播出，雖與各大衛(wèi)視的跨年晚會“撞車”，但依然引發(fā)了超百萬網(wǎng)友在線觀看，不僅被譽(yù)為“一股來自科學(xué)界的清流”，更讓曾經(jīng)顛覆人類世界觀的量子理論再次進(jìn)入大眾視野。

眾所周知，20世紀(jì)量子理論的出現(xiàn)打破了人類對世界的很多常規(guī)認(rèn)知。在量子的世界里，甚至“穿墻術(shù)”和“心靈感應(yīng)”皆有可能會發(fā)生，它為人類探索世界提供了無限可能。值得注意的是，除了人類主觀意識里玄妙的第六感和特異功能之外，量子理論作為數(shù)字時代的基石，已在電網(wǎng)領(lǐng)域得到實(shí)際應(yīng)用，量子技術(shù)亦正在悄無聲息的改變客觀世界。

量子理論的研究和技術(shù)應(yīng)用是全球前沿領(lǐng)域，目前主要有量子通信、量子計算、量子測量三大方面。量子通信是量子力學(xué)和經(jīng)典通信相結(jié)合的產(chǎn)物，其安全性由海森堡測不準(zhǔn)定理和不可克隆原理所保障，具有經(jīng)典通信無法比擬的無條件安全性及對竊聽的可檢測性。

量子通信成熟最早，并且我國在此領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位，不僅形成了成熟的成套裝備，更實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)大規(guī)模應(yīng)用。目前，我國已建成了量子通信“京滬”“滬杭”“合武”等干線，成功發(fā)射了量子科學(xué)實(shí)驗衛(wèi)星“墨子號”并完成相關(guān)實(shí)驗。量子計算目前雖沒有得到實(shí)際應(yīng)用，卻也在快速成長，是真正的“潛力股”。由于量子具備疊加、糾纏等特性，運(yùn)算時能夠同時生成很多結(jié)果。如果能夠?qū)ζ渚_控制，選擇想要的結(jié)果，算力將獲得指數(shù)級提升。

幾十個量子比特的計算機(jī)算力就能超過世界上現(xiàn)有的最強(qiáng)超級計算機(jī)。在這一領(lǐng)域，谷歌、微軟、亞馬遜等巨頭處于第一集團(tuán)，我國科技公司都大力投入，很多量子計算企業(yè)也在緊緊跟隨，但總體上都還未實(shí)現(xiàn)具體應(yīng)用。相比于已經(jīng)得到實(shí)際應(yīng)用的量子通信和正在快速發(fā)展的量子計算，量子測量則略顯“稚嫩”。主要應(yīng)用于化學(xué)與材料科學(xué)以及生物和醫(yī)療等研究領(lǐng)域。

由于量子都是微觀粒子，對各種擾動特別敏感，因而能夠大大提高測量精度。在醫(yī)療檢測領(lǐng)域，量子測量技術(shù)能夠使技術(shù)人員看清楚單個DNA分子的細(xì)節(jié)，精度比目前最先進(jìn)的核磁共振提高3～4個數(shù)量級。

隨著能源互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)提速，電力系統(tǒng)中各類應(yīng)用、終端設(shè)備連接入網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)信息安全日益重要。量子技術(shù)在原理上可以實(shí)現(xiàn)信息通信的絕對安全，當(dāng)中蘊(yùn)含著重塑現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)信息安全理念和技術(shù)的巨大能量。因此，國家電網(wǎng)已將量子技術(shù)全面應(yīng)用到電網(wǎng)運(yùn)營中。在量子通信方面，國網(wǎng)旗下的信息通信產(chǎn)業(yè)集團(tuán)已建立起電力量子城域示范網(wǎng)，為各類電網(wǎng)業(yè)務(wù)信息傳輸提供了安全保障。

在政治保電方面，量子通信技術(shù)已在2016年G20杭州峰會、十九大、上海合作組織青島峰會等重要活動保電的網(wǎng)絡(luò)信息通信安全保障中得到應(yīng)用。在電網(wǎng)日常業(yè)務(wù)應(yīng)用方面，量子安全產(chǎn)品為調(diào)度自動化、配電自動化、數(shù)據(jù)災(zāi)備、銀電專線、數(shù)據(jù)網(wǎng)管、用電采集等業(yè)務(wù)提供了信息安全保障。在“兩網(wǎng)”融合的浪潮中，量子技術(shù)的應(yīng)用能夠為泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的信息安全保駕護(hù)航，助力泛在電力物聯(lián)網(wǎng)更好地發(fā)揮作用。

在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的感知層，有離線加密保護(hù)終端通信；在網(wǎng)絡(luò)層，有在線IP加密和非IP光路加密保護(hù)網(wǎng)絡(luò)安全；在平臺層，有數(shù)據(jù)庫量子加密保護(hù)數(shù)據(jù)安全；在應(yīng)用層，有量子安全云服務(wù)全面覆蓋泛在電力物聯(lián)網(wǎng)各層面的安全通信需求。

此外，量子計算可以在電網(wǎng)信息安全方面起到重要作用。用量子算法庫中的機(jī)器學(xué)習(xí)算法來分析威脅信息、判斷安全態(tài)勢，可提升安全監(jiān)測態(tài)勢感知的效率。未來，量子算法的高算力還有可能在電網(wǎng)潮流計算和穩(wěn)態(tài)分析中優(yōu)勢盡顯。而量子測量則有望在電網(wǎng)電氣狀態(tài)監(jiān)測方面嶄露頭角。技術(shù)人員通過監(jiān)測光在復(fù)合光纜地線傳播過程中量子狀態(tài)的變化，可以判斷該線路覆冰情況的變化。

如今，雖然量子技術(shù)想要達(dá)到應(yīng)用階段還需時日，但其廣闊的應(yīng)用前景毋庸置疑，并且乘著泛在電力物聯(lián)網(wǎng)加速建設(shè)的東風(fēng)，量子技術(shù)也將在電網(wǎng)眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。
（責(zé)任編輯：fqj）