14、物联网与量子计算赋能智能电网：现状、架构与未来挑战

物联网与量子计算赋能智能电网：现状、架构与未来挑战

1 引言

当前，全球多数发电厂主要依靠化石燃料发电，但此类能源正逐渐枯竭。为保障人类所需电能，智能电网应运而生，它不仅改善了电力传输，还能有效监控和管理能源消耗。随着家庭能源生产和清洁能源（如风能和太阳能）的发展，对电网可靠性提出了新要求，促使现代通信和信息技术融入电网，形成了如今的智能电网。智能电网实现了服务提供商与用户之间的双向能源交换，其发展受电力需求增长、智能设备普及、安全需求提升等因素驱动。

值得一提的是，量子计算与智能电网的融合成为了一个极具前景的发展方向。量子计算凭借其强大的计算能力，能够对智能电网进行高级模拟和实时决策，使电网快速适应动态的能源供需模式。同时，量子计算通过提供量子抗性加密技术，增强了智能电网的安全性，保障了关键数据和通信的安全。

智能电网借助物联网（IoT）技术解决通信、自动化和监控问题。物联网设备（如智能电表、执行器等）是智能电网架构的关键组成部分，它们能在自然灾害时减少电网损失，提高电力传输的可靠性。物联网在电力领域的应用主要包括资产数字化、资产数据收集和控制系统计算算法的创建。为确保智能电网有效运行，电信基础设施需保证服务质量、遵循工业协议并严格遵守安全标准。

物联网旨在连接原本孤立的物品，已在医疗、食品生产、交通、智慧城市、可再生能源和电网等多个领域引发了变革。它通过为设备配备传感器并连接到物联网平台，实现了设备间的持续通信和数据共享。在智能电网中，物联网技术利用RFID、全球定位系统、智能安全机制和激光扫描等传感工具，构建了人与机器之间的强大网络。物联网涵盖了电力生产、分配和传输的各个方面，有助于实现能源转换和可持续经济增长。

2 物联网在智能电