10月1日消息（余予）在停電期間摸索手電筒的行為可能很快成為過去，因?yàn)榱孔佑?jì)算和人工智能將能夠?qū)W習(xí)破譯電網(wǎng)的問題并以人類可能注意不到的速度解決系統(tǒng)故障。
根據(jù)康奈爾大學(xué)即將發(fā)表在《應(yīng)用能源》（Applied Energy）（12月1 日）上的一項(xiàng)研究，與電壓變化或大面積停電等巨大問題相比，融合人工智能的快速計(jì)算能夠快速診斷故障并在幾秒鐘內(nèi)找到解決方案。
“能源系統(tǒng)故障是一個(gè)老問題，我們?nèi)栽谑褂媒?jīng)典計(jì)算方法來解決這些問題，”工程學(xué)院能源系統(tǒng)工程終身講席教授（Roxanne E. and Michael J. Zak Professor）Fengqi You（尤峰崎）表示，“今天的電力系統(tǒng)能夠從人工智能和量子計(jì)算的計(jì)算能力中受益，因此電力系統(tǒng)可以穩(wěn)定可靠。”
根據(jù)美國(guó)聯(lián)邦能源信息署 (USEIA) 的數(shù)據(jù)顯示，2020 年美國(guó)公用事業(yè)發(fā)電量約為4萬億千瓦時(shí)。這些電力通過區(qū)域電網(wǎng)傳輸，但傳輸中由于風(fēng)暴、樹木倒塌、古老的輸電線路等事故，會(huì)發(fā)生斷電情況。
例如，據(jù)USEIA數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2016 年，美國(guó)客戶平均經(jīng)歷了達(dá)四個(gè)多小時(shí)的電力中斷，而在2017 年，這一平均水平升到近8小時(shí)，2018 年，消費(fèi)者經(jīng)歷了大約 6 小時(shí)的能源中斷。
針對(duì)這一問題，科學(xué)家們首次提出一種全新的混合解決方案，通過創(chuàng)建基于量子計(jì)算的“智能系統(tǒng)”方法來構(gòu)建故障診斷框架，從而準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)中的問題。
論文中，研究人員展示了在大規(guī)模 IEEE 測(cè)試電力系統(tǒng)中這一方法的功效及其可擴(kuò)展性。研究過程中他們發(fā)現(xiàn)，基于量子計(jì)算的深度學(xué)習(xí)方法可以被有效地?cái)U(kuò)展，在不影響性能的情況下，對(duì)大型電力系統(tǒng)中進(jìn)行快速診斷。
Fengqi You和 Ajagekar 相信量子計(jì)算和人工智能能夠挽救大部分系統(tǒng)故障。“盡管將量子計(jì)算與智能相結(jié)合這一方法還不是一項(xiàng)成熟的技術(shù)，但現(xiàn)在將解決實(shí)際的問題，”Ajagekar表示，“并且，它的效果很好。
“我們承受不起電網(wǎng)崩潰的后果。” Ajagekar表示，“這就是為什么快速故障診斷在電力系統(tǒng)中非常重要。今天的系統(tǒng)有傳感器，即使它們現(xiàn)在也不夠好。我們需要效率。等待幾分鐘、幾小時(shí)或幾天是非常昂貴的。”
隨著社會(huì)朝著更加綠色環(huán)保的未來邁進(jìn)，無處不在的電力將變得更加重要。 “電力系統(tǒng)是我們現(xiàn)代社會(huì)的支柱，”康奈爾阿特金森可持續(xù)發(fā)展中心教員Fengqi You 表示，“量子技術(shù)和人工智能的結(jié)合可能會(huì)改變我們的日常生活。”
這項(xiàng)研究使用了橡樹嶺領(lǐng)導(dǎo)計(jì)算設(shè)施的資源，該設(shè)施是美國(guó)能源部的一部分。2020 年12 月，在申請(qǐng)美國(guó)專利后，You和Ajagekar 發(fā)表了一篇關(guān)于基于量子計(jì)算的深度學(xué)習(xí)在工業(yè)制造中的故障檢測(cè)和診斷的論文。
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