电力行业的“量子黑科技”
转自：安徽新闻网
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11月29日，2024量子科技和产业大会在合肥开幕，会上，国网安徽省电力有限公司220千伏合肥候店量子应用示范变电站宣布正式建成投用。该变电站是国内首座应用覆盖量子测量、量子通信和量子计算三大方向的在运变电站，标志着量子技术在电力行业产业化应用的重大突破。
12月16日，记者来到国网安徽电力科学研究院电力量子感知实验室。作为实验室核心成员的田腾正与同事交流探讨量子电流互感器工作原理。指着一块巧克力大小的金属模块，田腾告诉记者，这是实验室正在研发的小型化量子电流传感器。
而在20多公里外的合肥高新区候店量子应用示范变电站内，包括量子电流互感器、一体式量子直流电能表等在内的、由该实验室牵头研制的18类85台（套）电力量子“黑科技”应用成果正集中发挥着示范作用。
“量子电流互感器利用了金刚石作为传感器，通过测量磁场的非嵌入方式测量电流，体积是传统电流互感器的十分之一，测量精度却比传统电流互感器提升了一个量级。”田腾以量子电流互感器为例向记者解说道，量子测量通过对光子和冷原子等微观粒子系统的调控和观测，可以实现物理量测量和信息获取的精度、分辨率、稳定度等性能指标的进一步提升，在数字时代和万物互联时代有着广泛的应用。
田腾告诉记者，国网安徽电力是全国电力系统内最早从事量子精密测量技术在电力行业应用研究的单位之一。早在2017年，电科院赵龙博士便首次提出了“电气医生量子诊断”的设想。2018年，赵龙带领团队参加了国资委央企熠星大赛，于2700多个项目中脱颖而出，最终获得了大赛一等奖。
随后，团队经过3年的持续攻关，于2022年研制出世界首台量子电流互感器。量子电流互感器被安徽创新馆永久收藏，作为电力行业量子技术代表成果和九章量子计算机等并列展出。同年，电力量子感知实验室获批建设，并于2023年4月，成功获得安徽省联合共建学科重点实验室认定，成为全国电力行业目前唯一一个量子技术省部级重点实验室。
也是在2022年，从中科大博士毕业的田腾来到国网安徽电力的博士后工作站，参与到了该实验室量子电流互感器的研发应用中。“依托实验室平台，我们进一步研制了一体式直流电能表、配网电流传感器、火灾气体传感器、量子点多参量传感器等的首台套设备，电力量子感知技术应用逐渐形成体系。”田腾说。
为推动量子技术在电力行业加速形成新质生产力，国网安徽电力在合肥“量子中心”腹地建设量子应用示范变电站，将实验室研发的产品应用到示范站中，首次全面覆盖量子精密测量、量子保密通信、量子计算三大方向，实现了电网多环节、设备多状态的智能感知。这既为量子技术赋能电网工程状态感知、智能巡检、调度运行等业务提供了典型样板，又标志着实验室成果由理论向实践迈出重要一步。
“短短两年多的时间，我们实验室不断发展壮大。”田腾表示，目前电力量子感知安徽省联合共建学科重点实验室团队成员总计65人，其中55人来自国网安徽电力，包含电力系统分析、高电压、计量等多专业背景，10人来自中国科学技术大学。
12月12日，田腾刚刚完成了自己的博士后出站答辩。“今年，实验室启动二期建设，预计春节前完工。”田腾说，实验室一期主要侧重于量子理论研究和技术研发，二期侧重于产品开发、制造，“我将继续留在实验室，与同事们坚持科技打头阵，让创新不断融入实践，把创意变成现实，力争在电力行业扛起量子科技产业化发展的旗帜。”
（记者丰静王兰兰）