中国は量子技術をテストしており、電力網の信頼性を確保するための実用的なツールとして、量子センサー、安全な通信、計算技術を利用して故障を検出し、測定を改善し、電力網の運用をシミュレーションしています。この作業は安徽省合肥市の変電所で行われており、18か月間の試験が実施され、その間に量子技術を使用して設備の欠陥や故障を検出・診断しました。この施設は2024年11月に正式に稼働し、測定、通信、計算の分野で数十種類の量子ソリューションが開発・適用されています。このプロジェクトは、設備監視の遅延、測定誤差、データセキュリティリスク、複雑な電力システムの分析に必要な計算負担など、従来の電力網技術のいくつかの制限に対処するためのソリューションとして位置付けられています。
中国の量子技術が電力網の信頼性を大幅に向上
この変電所に展開された技術の一つは量子センサーであり、このセンサーはスイッチ機器室内の微小な温度と湿度の変化を監視できます。また、機器を損傷させ、停電を引き起こす可能性のある微弱な部分放電を検出することもできます。さらに、別の量子センサーは電力線上の流れる電流を測定し、故障をより迅速に特定することができます。研究者たちは、鉄やコバルトなどの強磁性材料の亀裂を検出するシステムや、潜在的な火災危険を特定する技術も開発しました。この技術は電力測定の改善にも使用されており、研究者たちは非常に微小な電流変化を検出できるダイヤモンドベースの量子精密測定システムを開発しました。
報告によると、この技術は変電所の電力測定誤差を年間で50万キロワット時以上削減することができます。これにより、電力監視の精度が向上し、電力網運営者が伝送または消費された電力量と従来のメーターが記録した数字との間の差異を特定するのに役立ちます。量子技術は通信の安全性を強化するためにも使用されています。この施設は量子暗号装置を光ファイバーリンクと電力システムで使用される5G通信に統合しました。安徽電力会社の研究員である田騰氏は、「この操作は、量子技術が『飾り物』ではなく、電力供給を保証し、発展を促進するための『ハードサポート』であることを証明しています。」と述べています。
合肥の施設は、量子計算を利用して電力網の可能な運用条件をシミュレーションしています。中国の第3世代超伝導量子コンピュータ「Origin Wukong」を用いてシミュレーションと検証を行っています。その目標は、電力網運営者が複雑な運用状態をより迅速に分析し、変化する条件に対応する能力を向上させることです。中国の推進は、電力システムが巨大で増大する電力網を管理するという課題に直面している中で行われています。中国は世界最大の電力生産国であり、近年は需要の高まり、石炭供給の制限、極端な高温などの要因により、電力不足や停電を経験しています。
合肥プロジェクトは現在、より高レベルの変電所でのさらなるデモンストレーションのモデルとして使用されています。安徽省で開発された多くの量子製品も全国に広く展開されています。研究者たちは新しい応用を継続的に開発しており、その中の一つは、従来の技術よりも早く設備の欠陥によるガス漏れを検出することを目的としたシステムです。この技術がより大規模で効果的であることが証明されれば、量子センサーと計算は、中国の電力網を監視し、問題が発生する前に故障を検出し、信号の安全性を確保するためのインフラの新たな層となる可能性があります。