量子通信技术及其在电力系统中的应用分析

量子通信技术及其在电力系统中的应用分析

林坚

（广西泰能工程咨询有限公司广西南宁530023）

摘要：量子通信是以量子纠缠效应为传递方式的全新通讯方式，属于量子论与信息论相互结合的产物，当前涉及到的领域主要有量子密码通讯，量子远程传态，量子密集编码等。随着当前电力系统运行对于通讯的高要求，量子通讯技术也开始被运用到电力系统中去，在保证电力稳定安全高效运行的方面发挥着越来越重要的作用。文章由此入手，首先对于量子通讯技术的概况进行了分析，接着对于当前量子通讯技术的应用现状进行归纳，接着提出量子通讯技术宅电力系统中的应用前景，以供参考。

关键词：量子通讯技术；电力系统；电力运行管理

量子通讯是以量子力学与通讯学相互融合的产物，其安全性是传统通信方式难以企及的，并且对窃听有可检测性的特点，这样的通信优势恰好满足了当前电力系统安全运行的高要求，因此实现这两者之间的融合，也成为当前电力系统运行管理者高度关注的问题。

1.量子通信技术的概况

1.1量子通信技术的运行原理

量子纠缠态理论认为，具有纠缠态的两个粒子，不管两者之间的距离有多远，一旦其中一个出现了问题，另外一个就会在最短的时间内发生变化。也就是说我们可以以构建一个纠缠态的粒子，将其分别放置在通信的双方位置上，一旦对于未知粒子与发送方的粒子实现联合的时候，接收方和粒子就会发生变化，在对称效益之下，对应的经典信道就会传送给接收方，接收方可以依据坍塌粒子实现逆转转换，此时就可以完成量子通讯的任务，这就是量子通讯技术的运行原理。

1.2量子通信技术的优势

相对于传统通信技术而言，量子通信技术的优势主要体现在以下几个方面：其一，安全性不断提升。量子通信过程中，不会出现任何的信息泄露的情况，这是因为量子加密方式比较独特，是动态的，随机的，即使在信息传输的过程中被别人获取，在没有正确密码的背景下，是难以实现对于信息的破解的，此时就没有必要为信息的泄露而担忧了。另外一方面，因为通信双方的粒子有着纠缠态的特点，其中一方的变化会对于另外一方产生影响，即使对方获取到相关的信息，但是在被干扰之后的信息已经被破坏，是难以正常使用的；其二，量子通信的效益比较高，多个量子态可以表示128个数字，其传输速度远远高于传统的通信方式，如果传输带宽能够达到理想的状态，量子通信技术的运行速度会得到更加好的展现。

2.当前量子通信技术的应用现状分析

2.1量子通信技术理论体系越来越完善

量子通信技术自身具备的高效率，绝对安全性，使得其迅速的引起到各行各业的关注，世界上的各个国家也相继参与到量子通信技术理论研究中去。西方发达国家甚至为此成立了专门的研究机构，国外权威的企业也相继参与到实际的量子通信研究中去，在此方面的技术专利数量也在不断增加，企业成为量子通信技术研究的主导，科研院也发挥着不可忽视的作用，都希望可以找到量子通信技术的商用策略。我国专家和学者在此方面的理论研究，也在进入新世纪以来开始不断增加，无论是125km光纤点对点量子，还是量子政务网的构建，乃至是语音量子保密通信，都是可喜的研究成果。

2.2量子通信技术的应用范围不断延展

量子通信技术理论体系的不断完善，给予量子通信技术的应用范围的延展奠定了夯实的基础。以我国国内为例，有专家学者倡导将其运用到政务系统中去，也有人提出将其纳入到电力系统运行管理中去，更加有专家学者提出将其运用到实时语音信息保护过程中。由此可见，量子通信技术的应用范围在不断延展，涉及到的领域也越来越多样化，量子通信技术的应用效益也不断展现出来，这就引起了各行各业对于量子通信技术的注意，由此使得为量子通信技术的应用效益的全面发挥创造了良好的契机。

3量子通信技术在电力系统中应用策略

之所以倡导将量子通信技术运用到电力系统中去，是存在深刻的原因的：当前我国电网规模不断扩大，电网企业信息化水平也在不断提升，电网安全风险也出现了更加多的漏洞，此时的电力系统急需要更加安全更加可靠的同喜技术，着无论对于电力系统数据安全保证而言，还是对于电力运行管理效益提升而言，都是很有帮助的。那么如何将量子通信技术运用到电力系统中去呢？可以从如下的几个角度入手：

3.1建设量子加密异地备份数据传输链路

在数据统一化的背景下，电力企业相继开展电力系统的改革，希望可以形成一个全网通用的数据体系，而在构建这个体系之前，必然需要建设量子加密异地备份数据传输链路。理论上来看，量子保密通信的安全性，是不依靠于计算的，其在信息保护和保密通信方面的优势是与生俱来的。在量子分发链路的基础上，使得主要数据中心和次要数据中心之间可以实现良好的互动，由此使得其在异地数据备份传输方面展现出良好的效能。

3.2营造出核心等级的加密通信网络体系

如果电力企业的数据库被破解或者被攻击的话，就会使得电力行业陷入混乱的状态，社会供电也难以正常保证，由此造成的社会效益和经济效益都是不良的。仅仅依靠传统的防火墙技术或者信息安全加密技术，是难以规避这种现象发生的。但是对此我们可以充分利用量子通信技术，形成企业核心级别的加密通信网络体系，在这样的网络体系中两个用户量子都处于加密的状态，无论是电力营销，还是电力市场信息，乃至是日常业务，都不会出现泄漏的情况，这就是核心等级加密通讯网络体系的效能。

3.3充分利用点对点量子加密的保护通道

充分利用点对点量子加密保护通道，也是量子通信技术的重要环节。无论是线路保护，还是电力安定，或者是数据安全实时，都可以达到理想的状态。以当前的实际运作案例来看，利用光纤，使用通道方式来进行的话，两点的量子通信技术可以更好的发挥自己的效能，无论彼此之间的距离有多远，都可以有效的实现传输。在此过程中，量子密钥分发技术，不仅仅可以起到保护信息，安稳信息的作用，还可以使得各项业务朝着安全性的方向发展和进步，这一点也是传统通信技术难以达到的。

结束语

综上所述，量子通信技术在电力系统中的合理应用，需要健全的量子通信技术理论体系，更加需要在此方面的实践经验。对此，笔者认为还需要关注如下几个方面的工作：其一，将量子通信纳入到我国高新科技研究项目体系中去，加大投入，鼓励更多的学者和专家在此方面进行研究，积极学习国外先进的量子通信理论和实践，实现自身量子通信理论体系的不断完善；其二，鼓励量子通信的市场化运作，扶持一部分量子通信企业，给予其创造良好的应用环境，使得量子通信技术迅速的融入到行业中去，融入到生活和工作中去；其三，注重电力企业量子通信技术的运用，形成标准化和规范化的应用策略，将其作为企业标准和规范来进行，由此营造良好的量子通信技术的应用氛围。

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