应对电网挑战！lonQ与橡树岭国家实验室利用量子技术改善关键基础设施

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内容来源：量子前哨（ID：Qforepost）

文丨浪味仙  排版丨沛贤

深度好文：1800字丨6分钟阅读

摘要：美国电网正在面临需求增加和能源扩散的挑战，对能够应对优化和安全挑战的创新解决方案有着迫切需求。IonQ 与橡树岭国家实验室开展合作，将为企业利用经典-量子的混合资源开发应用提供帮助。

近日，量子计算行业的领导者 lonQ 宣布，将与橡树岭国家实验室合作，探索如何利用量子技术实现现代化电网。这项由美国能源部资助的研究计划，是 lonQ 对使用量子计算机解决世界上最复杂、最具影响力问题的持续承诺。

橡树岭国家实验室 (ORNL) 成立于 1943 年，是美国能源部系统中规模最大、年度预算第三大的科学与能源国家实验室。此次，橡树岭国家实验室与 lonQ 开启合作，将显著加速电网现代化建设，并以此为契机，应对能源基础设施中的关键挑战，为更具可持续性和弹性的未来铺平道路。

“实现美国电网现代化是当务之急：如果不这样做，将会影响美国人的日常生活和我们的国家安全。”IonQ 首席营收官 Rima Alamedine 说道：“我们相信量子技术最终将增强美国电网的弹性、可靠性和安全性。通过与橡树岭国家实验室在这个能源部项目上的合作，我们正在努力开拓量子解决方案，为子孙后代提供更强大、更高效的电力系统。”

（图片来源：网络）

橡树岭国家实验室另一位项目领导者苏曼·德布纳特 (Suman Debnath) 也表示：下一代电网需要新的运营和规划能力，以便企业能够在几十年内就基础设施投资做出更好的决策，以实现国家的能源目标。

同样的，在 IonQ 产品和应用高级副总裁 Ariel Braunstein 看来，量子计算代表着解决问题能力的革命性飞跃。“我们非常渴望将量子计算能力引入能源领域，目标是推动电网优化和安全方面的切实进步。通过这次合作，我们希望找到切实可行的解决方案，从而显著增强国家的能源基础设施。”

IonQ 的工作得到了 GRID-Q 项目和 ORNL 计划的支持。前者是美国能源部电网现代化计划的一部分，后者是橡树岭国家实验室的量子计算用户计划，通过提供最先进量子计算机的访问服务，以测试实际应用程序，例如控制电网等，并提供有效反馈。

随着电力系统在规模、复杂性等方面的增加，对于传统计算范式来说，解决电力系统中诸如潮流计算、机组组合优化、稳定性评估等问题变得愈发困难，这使得量子计算成为一种破局选择。

然而，受限于现有量子计算机的硬件制约，多数研究都是通过量子模拟器、模拟平台展开，很难在实际电力场景中体现出量子加速效果，量子计算机的实用性与算力成为制约其推广的一大瓶颈。

就以虚拟电厂内分布式资源解聚合优化问题为例，虚拟电厂参与市场交易后获得市场出清结果，以此为基础进行内部分布式资源的解聚合，最终实现分布式资源协调优化。在上述问题中，找到算力规模能够满足相关算法研究的硬件设备，是落实量子计算在电力系统中应用的关键。

早在去年，国内领先的光量子计算公司北京玻色量子科技有限公司 (以下简称玻色量子)，同样围绕电力行业，与北京清大科越股份有限公司 (以下简称清大科越) 展开合作，聚焦电力行业的实际场景与业务需求，共同探索量子信息技术与电力系统优化运行等前瞻性技术的突破，打造基于光量子计算的电力能源领域实用型场景解决方案。

清大科越基于玻色量子自研的相干光量子计算机真机——“天工量子大脑”，实现了对虚拟电厂聚合资源优化求解问题的计算验证，在 3.8 毫秒内就找到了全局最优解，相比于经典优化算法的计算速度提升 100 倍以上。

双方通过虚拟电厂场景中实用化的真机验证，为应用光量子计算机求解电力系统运行优化问题，提供了可行的解决方案，不仅实现了电力系统优化问题通过光量子计算机真机求解的突破，还为未来大规模电力系统优化问题的求解开辟了新路径。

这同样更进一步证明：随着电力系统在规模、复杂性等方面的挑战增加，量子计算已成为一种破局选择。

参考资料：

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