室溫量子傳感器可捕捉微小電學變化,并實時轉化為節能建議。
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當量子產業的多數目光仍聚焦于下一代計算機時,一家韓國初創公司卻另辟蹊徑。
該公司并未專注量子計算,而是利用量子傳感器幫助工廠、數據中心和大型建筑精準定位電力浪費的具體環節。
在首爾舉行的韓國最大量子科技盛會"2026年韓國量子展"上,深科技公司xDots展示了一套名為xEnergy的系統,其核心是一款名為xSee的量子傳感器。
該平臺并非簡單告知運營者設施消耗了多少電力,而是旨在實時精準定位能源浪費的時間、地點和原因。
xDots創始人兼首席執行官李武道表示:"xEnergy能精準定位工廠設備何時浪費的電量最多,以及應如何調整運行周期以提高效率。"
若該系統的早期工業試驗持續表現良好,這一方案有望使量子傳感成為首批在日常工業運營中產生可衡量節能成效的量子技術之一。
以缺陷造就量子傳感器
工業能源管理面臨的最大挑戰之一是可視性。大型制造工廠、制冷系統、暖通空調設備及數據中心內含數千個電氣元件。
傳統傳感器雖能較好地測量電流和功率,但往往難以捕捉那些可能揭示低效運行周期、設備早期故障或非必要耗電的極其微小的變化。
xDots的解決方案依賴金剛石氮-空位(NV)中心——這是金剛石晶體內部刻意制造的微小缺陷:原本完美排列的碳原子中,一個碳原子被氮原子取代,相鄰的一個原子位置則留空。
令人驚奇的是,這種微小的"不完美"賦予了金剛石獨特的量子特性,使其能夠探測到磁場和電流的極細微變化。
與許多需要接近絕對零度溫度的量子技術不同,NV中心傳感器可在室溫下工作,這使其在工廠和商業建筑中的應用遠為切實可行。
研究人員對這些傳感器已進行了多年研究,因為它們在日常運行條件下保持穩定的同時,還能探測到極微弱的磁場。
xEnergy如何將測量轉化為節能
該系統的首個組件xSee,采用金剛石NV量子傳感器與物聯網硬件相結合,持續測量工業設備的電流、磁場和能量流。
據xDots團隊稱,該系統可實現±0.01%的測量精度,使其能夠捕捉到傳統監測工具可能遺漏的細微電學變化。
采集到的數據隨后被輸入基于人工智能的分析引擎,并通過名為xMon的儀表板進行展示,實時可視化呈現整個設施的能源流動情況。第三個組件xOpt則分析傳入的信息,并推薦更高效的運行時間表與設備設置。
該系統并非一味地全面降低用電量,而是試圖準確識別機器何時在浪費能源,并提出能在不影響生產力的情況下減少消耗的運營調整方案。
李武道聲稱:"在任何高能耗場所,包括大型制造工廠、數據中心、密集型辦公區域及公共設施,您都將能夠體驗到節能效果。"
xEnergy系統的突出之處在于,它以一種極具實用性的方式將量子傳感、人工智能和物聯網融為一體。
將技術付諸檢驗
精密的傳感器唯有在現實條件下能帶來可衡量的效益,方顯其價值。因此,為了在實驗室之外評估該系統,xEnergy團隊與工業合作伙伴開展了數個概念驗證項目。
例如,一個項目聚焦于冷藏和冷凍設施,而另一項合作則測試了工業泵的預測性維護。該公司表示,這些試驗實現了15%至30%的節能效果。
另一個概念驗證項目評估了暖通空調系統優化,xDots報告稱,由此產生的解決方案現已投入商業部署。
在2026年韓國量子展上,xDots還現場演示了xSee實時測量直流電,并捕捉電源開關時快速變化的過程。
李武道表示:"通過此次展會,我們希望展示量子技術直接應用于實際產業的商業案例,讓客戶能夠直接確認他們所期望的物理量變化。"
然而,由于展館無法容納大型工業電力負載的現場測量,演示部分依賴于此前在實際運行工業設施中采集的數據。
量子技術的另一條路徑
所報告的節能效果之所以引人注目,還有另一個原因。它們彰顯出量子技術或將以傳感而非計算的方式進入工業領域。
在量子計算機仍處于研發階段之際,量子傳感器已被用于測量物理過程,其精度水平是傳統儀器往往難以企及的。
不過,xDots報告的成果仍主要來自試點項目,因此仍需更廣泛的獨立驗證,以確定在不同的行業中能否持續實現類似的節能效果。
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