丹麦技术大学用量子计算机研究电网相关问题

应用报道 量科网 2022-06-19 12:52

丹麦技术大学(DTU)的研究人员已成为世界上第一个使用量子计算机执行电网计算的人。他们设法通过解决所谓的电网潮流问题来做到这一点,该问题与电流在网状电网中的分布方式有关。潮流问题构成了电网中大量高级计算的基础,这是当今的超级计算机无法完成的。结果非常积极,研究人员现在将研究量子计算机如何对基于100%可再生能源的电网的稳定性进行实时分析。

然而,随着我们的能源越来越多地来自数以千计的风力涡轮机和光伏系统,确保电网稳定以及电缆和变压器不过载的计算任务正变得更加复杂。过去,电力生产集中在单个的发电厂中,如果一个工厂关闭,可以相对容易地进行更换,而现在它发生在大量风力涡轮机和太阳能电池上,其产量受天气变化的影响很大。

这需要新的工具,因此DTU的研究人员决定研究用量子计算机解决此问题的可能性。其他研究人员曾使用模拟量子计算机研究过功率流,但以前从未在真正的量子计算机上做过此类研究。

DTU负责风能和能源系统计算工作的Brynjar Sævarsson说:“我们想研究如何使用量子计算机来帮助我们对日益复杂的电力系统进行建模。因此,最初我们设置了一个小型测试用例,然后在四台不同的量子计算机上运行,​​以确保我们的结果有效。”

Brynjar Sævarsson说:“此外,量子计算机仍然会产生与计算相关的大量噪音。这些噪声会影响结果的精度。此外,小型的5量子比特计算机还相对较慢。然而,我们的结果毫无疑问地表明,量子计算机是一种专门的工具,未来将能更好地用于我们在电力系统中执行的部分计算。”

因此,在未来几年,研究人员将准确研究量子计算机可用于哪些计算。最初的想法是将复杂的任务交给量子计算机,这包括许多同时并行的操作、许多不同的值以及涉及不确定性的计算。然而,这首先需要对电力系统量子计算背后的开发工作以及对量子计算机的技术进行改进。

Brynjar Sævarsson说:“但技术正在迅速发展,我相信未来量子计算机在电力系统的计算方面将发挥重要的作用。它们可以做普通计算机做不到的事情。这意味着我们可以开发出运行基于可再生能源的安全稳定电力系统所需的工具,而我现在正在开始这个过程。”

IBM和丹麦技术大学已经在该项目上开始了良好的合作,还研究团队使用的5量子比特计算机是由IBM提供的。他们接下来的计算可能会与IBM及其最新版本的量子计算机进行更密切的合作。(编译:Qtech)