Китай зробив сміливий крок у впровадженні квантових технологій в управління власною енергетичною системою. У місті Хефей, провінція Аньхой, одна із підстанцій стала пілотним майданчиком для новітніх розробок, які мають захистити мережу від перевантажень, аварій та людських помилок під час обліку електроенергії.
Квантові сенсори та точність вимірюваньПроєкт у Хефеї не є короткостроковим експериментом — підготовка та випробування тривали близько півтора року, а сама підстанція почала працювати ще в листопаді 2024 року. За цей час було впроваджено кілька десятків інноваційних рішень у трьох головних напрямках: надточні вимірювання, захищений зв'язок та обробка складних обчислень. Основна мета — усунути затримки у виявленні несправностей та неточності підрахунків, що можуть призводити до значних втрат у масштабах держави.
Однією з найбільш цікавих розробок стали сенсори на основі штучних алмазів, які працюють за принципами квантових ефектів. Такі пристрої мають надзвичайно високу чутливість і здатні фіксувати мінімальні коливання електричного струму. За оцінками інженерів,
це дозволяє скоротити помилки вимірювань на 500 тисяч кВт·год на рік — цього вистачить для забезпечення електроенергією невеликого житлового масиву протягом місяця. Окрім точного обліку, сенсори ідентифікують «слабкі місця» в ізоляції, виявляючи часткові розряди, які зазвичай залишаються непоміченими, але з часом можуть призвести до серйозних аварій.
Квантове шифрування та надпровідниковий комп'ютерДля моделювання кризових ситуацій і оперативного аналізу режимів роботи енергомережі використовується надпровідниковий квантовий комп'ютер третього покоління Origin Wukong. Названий на честь міфологічного героя Сунь Укуна, цей пристрій здатний прораховувати мільярди сценаріїв розвитку подій у складних енергетичних системах набагато швидше за класичні суперкомп'ютери. Така потужність дозволяє реагувати на аварії або різкі зміни навантаження практично миттєво.
Окрему увагу приділено безпеці: канали зв'язку підстанції, зокрема оптоволоконні лінії та 5G-мережі, захищені за допомогою квантового шифрування. Це рішення ґрунтується на законах фізики, які унеможливлюють непомітне перехоплення даних — будь-яка спроба втручання змінює стан квантових частинок і відразу стає очевидною.
"Канали зв'язку через оптоволокно та мережі 5G захистили квантовим шифруванням. Це той випадок, коли закони фізики гарантують безпеку даних краще за будь-які паролі, адже будь-яка спроба перехопити інформацію миттєво змінює стан квантових частинок і стає помітною".
Масштабування досвіду та майбутні інноваціїКитай займає провідне місце у світі за обсягом виробництва електроенергії, і щороку навантаження на його енергомережі зростає. Екстремальні погодні умови та обмеження у постачанні пального часто ставлять систему на межу можливостей. Державна електромережева корпорація Китаю розглядає підстанцію в Хефеї як модель для модернізації мереж у масштабах всієї країни.
Серед майбутніх планів — впровадження систем раннього виявлення витоків газу, які виникають через зношування матеріалів. Квантові сенсори можуть виявляти навіть мікротріщини у феромагнітних елементах задовго до того, як вони стануть причиною серйозних поломок. Завдяки цьому традиційні методи пошуку несправностей, як-от тепловізори та візуальний огляд, поступаються місцем високотехнологічним рішенням, що працюють на основі квантових обчислень та при температурах, близьких до абсолютного нуля.
