量子測量技術(shù)具有不隨時間、空間和環(huán)境條件變化的高穩(wěn)定特點,對保證測量活動的準確性與可靠性具有十分重要的意義。量子測量技術(shù)是以量子力學為理論基礎(chǔ),運用相干疊加、量子糾纏等技術(shù)手段,對原子、光子等微觀粒子的量子態(tài)進行制備、操控、測量和讀取,配合數(shù)據(jù)處理與轉(zhuǎn)換,實現(xiàn)對電場、磁場、時間頻率等物理量的超高精度探測。
國家電科院電力量子測量平臺
國網(wǎng)量子計量標準研究
國網(wǎng)計量中心應(yīng)對量子化變革,積極推進量子計量標準研究,開展基于物理常數(shù)的電學量值量子化基礎(chǔ)理論研究,建設(shè)以交直流量子電能為核心,以電壓、電阻、電流為輔助的量子電學最高標準。
開展電學量值量子化復(fù)現(xiàn)與溯源關(guān)鍵技術(shù)研究,探索扁平化電學量值溯源比對新模式,制定公司扁平化量值溯源與傳遞體系建設(shè)方案,推進量子計量溯源技術(shù)落地應(yīng)用,保證在量子化變革中國網(wǎng)公司最高電學量值的長期準確、可靠和等效一致性。
5月9日,中國電力科學研究院有限公司電力量子測量平臺正式投運。順應(yīng)國際單位制量子化變革,以建立電學量子計量基礎(chǔ)標準體系為目標,開展量子測量理論科研攻關(guān),建設(shè)電力量子測量平臺,助力實現(xiàn)量子測量核心技術(shù)的突破。
中國電科院在量子標準與量子傳感方面取得了多項成果,搭建了包含量子電壓、電流、電能、時間頻率標準系統(tǒng)與量子電流互感器的電力量子測量平臺。電力行業(yè)首套量子電壓標準系統(tǒng)通過自主研制的量子電壓電子式互感器校驗儀,解決了數(shù)字量溯源的難題。量子電流標準系統(tǒng)基于光陰極電子槍與熒光探測技術(shù),在電流強度、電流穩(wěn)定性等方面達到國際先進水平。量子電能標準系統(tǒng)將電能量值溯源至自然物理常數(shù),提升了電能計量能力。
量子時間頻率標準系統(tǒng)是以“三氫三銫”鐘組為核心的公司時間頻率最高計量標準裝置,與國家時間頻率基準偏差小于8納秒。基于金剛石氮空位色心的量子電流互感器實現(xiàn)了量子前沿技術(shù)在電力全電壓計量現(xiàn)場應(yīng)用。
據(jù)介紹,基于電力量子測量平臺,研究人員可孵化量子遠程校準、量子精密傳感、量子測量芯片等技術(shù)項目,研制一批電力量子基標準,建立電力量子量測標準體系,推動量子技術(shù)在電力行業(yè)全面應(yīng)用,助力新型電力系統(tǒng)建設(shè),助推電力計量邁入量子化時代。
網(wǎng)省量子計量應(yīng)用探索
在2023中國國際表計行業(yè)年度大會-電論壇上,國網(wǎng)陜西省電力有限公司營銷服務(wù)中心(計量中心)質(zhì)檢部現(xiàn)場室副主管梁潘為我們帶來了直流量子電能標準技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用。展現(xiàn)了國網(wǎng)陜西利用量子儀器直接測量,零鏈條直接溯源到物理常數(shù)的特性,解決直流電能計量裝置溯源問題。