一場跨年科學演講讓曾經深奧難懂的物理概念得到了更通俗化和趣味化的詮釋。
12月30日，由中國科學院物理研究所發起的「『新年悟理』跨年科學演講——什麼是量子力學」在京舉行，主講人是被網友戲稱為「專治各種不明白」的「網紅」科學家曹則賢。
這場非常「接地氣」的科學演講通過十餘家直播平臺的同步播出，雖與各大衛視的跨年晚會「撞車」，但依然引發了超百萬網友在線觀看，不僅被譽為「一股來自科學界的清流」，更讓曾經顛覆人類世界觀的量子理論再次進入大眾視野。
眾所周知，20世紀量子理論的出現打破了人類對世界的很多常規認知。在量子的世界裡，甚至「穿牆術」和「心靈感應」皆有可能會發生，它為人類探索世界提供了無限可能。
值得注意的是，除了人類主觀意識裡玄妙的第六感和特異功能之外，量子理論作為數字時代的基石，已在電網領域得到實際應用，量子技術亦正在悄無聲息的改變客觀世界。
01、量子技術正在改變世界
量子理論的研究和技術應用是全球前沿領域，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和經典通信相結合的產物，其安全性由海森堡測不準定理和不可克隆原理所保障，具有經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，並且我國在此領域處於領先地位，不僅形成了成熟的成套裝備，更實現了系統大規模應用。目前，我國已建成了量子通信「京滬」「滬杭」「合武」等幹線，成功發射了量子科學實驗衛星「墨子號」並完成相關實驗。
量子計算目前雖沒有得到實際應用，卻也在快速成長，是真正的「潛力股」。由於量子具備疊加、糾纏等特性，運算時能夠同時生成很多結果。如果能夠對其精確控制，選擇想要的結果，算力將獲得指數級提升。
幾十個量子比特的計算機算力就能超過世界上現有的最強超級計算機。在這一領域，谷歌、微軟、亞馬遜等巨頭處於第一集團，我國科技公司都大力投入，很多量子計算企業也在緊緊跟隨，但總體上都還未實現具體應用。
相比於已經得到實際應用的量子通信和正在快速發展的量子計算，量子測量則略顯「稚嫩」。主要應用於化學與材料科學以及生物和醫療等研究領域。
由於量子都是微觀粒子，對各種擾動特別敏感，因而能夠大大提高測量精度。在醫療檢測領域，量子測量技術能夠使技術人員看清楚單個DNA分子的細節，精度比目前最先進的核磁共振提高3～4個數量級。
02量子技術在電網的全面應用
隨著能源網際網路的快速發展，泛在電力物聯網建設提速，電力系統中各類應用、終端設備連接入網，網絡信息安全日益重要。量子技術在原理上可以實現信息通信的絕對安全，當中蘊含著重塑現有網絡信息安全理念和技術的巨大能量。因此，國家電網已將量子技術全面應用到電網運營中。
在量子通信方面，國網旗下的信息通信產業集團已建立起電力量子城域示範網，為各類電網業務信息傳輸提供了安全保障。
在政治保電方面，量子通信技術已在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絡信息通信安全保障中得到應用。
在電網日常業務應用方面，量子安全產品為調度自動化、配電自動化、數據災備、銀電專線、數據網管、用電採集等業務提供了信息安全保障。
在「兩網」融合的浪潮中，量子技術的應用能夠為泛在電力物聯網的信息安全保駕護航，助力泛在電力物聯網更好地發揮作用。
在泛在電力物聯網的感知層，有離線加密保護終端通信；在網絡層，有在線IP加密和非IP光路加密保護網絡安全；在平臺層，有資料庫量子加密保護數據安全；在應用層，有量子安全雲服務全面覆蓋泛在電力物聯網各層面的安全通信需求。
此外，量子計算可以在電網信息安全方面起到重要作用。用量子算法庫中的機器學習算法來分析威脅信息、判斷安全態勢，可提升安全監測態勢感知的效率。未來，量子算法的高算力還有可能在電網潮流計算和穩態分析中優勢盡顯。
而量子測量則有望在電網電氣狀態監測方面嶄露頭角。技術人員通過監測光在複合光纜地線傳播過程中量子狀態的變化，可以判斷該線路覆冰情況的變化。
如今，雖然量子技術想要達到應用階段還需時日，但其廣闊的應用前景毋庸置疑，並且乘著泛在電力物聯網加速建設的東風，量子技術也將在電網眾多業務領域發揮更大的作用。
來源：能見Eknower 作者：馮優