أطلقت شركة xDots الناشئة في مجال التكنولوجيا العميقة في كوريا الجنوبية نظام الاستشعار الكمي xSee، الذي يُستخدم للحصول على بيانات استهلاك الطاقة عالية الدقة في مراكز البيانات والمنشآت الصناعية. يُشكّل هذا النظام الأساس لقياس الأجهزة في منصة تحسين الطاقة xEnergy، حيث يقيس التيار الكهربائي والمجالات المغناطيسية وتدفق الطاقة باستخدام مستشعرات كمومية تعتمد على فراغ النيتروجين في الألماس، وتصل دقة القياس الاسمية إلى ±0.01%.
يتمثل جوهر الاستشعار في نظام xSee في مركز NV في الألماس. يتكون مركز NV من ذرة نيتروجين وفراغ مجاور في شبكة بلورة الألماس، وتتأثر حالته الإلكترونية الدورانية بالمجالات المغناطيسية الخارجية وتغيرات التيار الكهربائي ودرجة الحرارة والإجهاد. يراقب الجهاز التغيرات في الحالة الدورانية من خلال الإثارة البصرية وقراءة النتائج، ثم يعكس هذه التغيرات إلى تقلبات في المجال المغناطيسي المحلي والتيار الكهربائي. عادةً ما تركز أجهزة مراقبة الطاقة الكهربائية التقليدية على لوحات التوزيع والدوائر الكهربائية وعدادات الكهرباء أو إجمالي استهلاك الطاقة في غرف الخوادم، مما يؤدي إلى خشونة في دقة أخذ العينات، وغالبًا ما يتم حساب متوسط التقلبات الصغيرة في مصادر طاقة الخوادم ومعدات التبريد والمحركات ومحولات التردد وأجهزة UPS ووحدات PDU والخطوط المحلية. تهدف xSee إلى خفض نقاط القياس إلى مواقع أقرب من المعدات والوحدات التشغيلية، واستخدام المستشعرات الكمومية لالتقاط التغيرات الطفيفة في التيار واضطرابات المجال المغناطيسي، ثم إرسال بيانات الطاقة عالية الدقة هذه إلى xEnergy للنمذجة.
يعمل هذا النظام في درجة حرارة الغرفة، ولا يتطلب ظروف تبريد فائقة الانخفاض. بالنسبة لمراكز البيانات والمنشآت الصناعية، يحدد هذا العامل إمكانية تحويله من أداة معملية إلى جهاز قياس ميداني قابل للنشر.
بعد استلام منصة xEnergy لبيانات الطاقة التي يجمعها نظام xSee، تدخل البيانات في محرك تحليل وكيل الذكاء الاصطناعي ولوحة مراقبة. تشمل سلسلة معالجة البيانات أخذ عينات التيار والمجال المغناطيسي، ومزامنة السلاسل الزمنية، وتصفية الضوضاء، وإعادة بناء منحنيات استهلاك الطاقة على مستوى المعدات، وتحديد التقلبات غير الطبيعية، وتوليد توصيات لتوفير الطاقة. في مراكز البيانات، قد تُحدث مجموعات الخوادم ووحدات التبريد والمراوح والمضخات ومعدات تحويل الطاقة ووحدات توزيع الطاقة في الخزانات تقلبات في استهلاك الطاقة بترددات وسعات مختلفة؛ وفي المنشآت الصناعية، تعاني المحركات والضواغط والمعدات التشغيلية وأنظمة النقل من حالات التشغيل والإيقاف وتغيرات الأحمال وفترات التشغيل غير الفعالة. يوفر xSee دقة قياس أساسية، بينما تتولى xEnergy تحويل هذه التقلبات الصغيرة إلى حالات معدات وأنماط تحميل وشذوذ في استهلاك الطاقة يمكن التعرف عليها.
عند استخدام استشعار NV في الألماس لقياس استهلاك الطاقة، لا يكمن التركيز في "الحوسبة الكمومية"، بل في حساسية الحالة الكمومية للاضطرابات الفيزيائية. يُنتج التيار الكهربائي الخارجي مجالًا مغناطيسيًا، ويُغير هذا المجال مستويات الطاقة الدورانية لمركز NV؛ ومن خلال قراءة التغيرات في إشارات الرنين الدوراني، يمكن للنظام الحصول على معلومات أكثر دقة عن التيار. مقارنة بالنظر فقط إلى منحنى الطاقة الإجمالي، فإن هذه الطريقة أكثر ملاءمة لالتقاط القمم القصيرة قصيرة المدى والتذبذبات منخفضة السعة والخسائر المحلية وتغيرات خصائص التيار الناتجة عن تقادم المعدات، بالإضافة إلى علاقة الاقتران الديناميكي بين أنظمة التبريد وأحمال تكنولوجيا المعلومات.
بصفته طبقة الأجهزة، يتولى xSee مهمة القياس المستمر وأخذ العينات عالية الدقة؛ وبصفته طبقة المنصة، تتولى xEnergy مهمة تحليل البيانات والتصور واتخاذ قرارات التحسين؛ بينما تُستخدم لوحة مراقبة xMon لعرض حالة استهلاك الطاقة على مستوى المعدات أو الأنظمة أو العمليات. بعد دمج العناصر الثلاثة، تبدأ سلسلة التقنية من قراءات المستشعرات الكمومية، مرورًا بجمع البيانات على الحافة، وتحليل وكيل الذكاء الاصطناعي، وبناء نماذج استهلاك الطاقة، وصولًا إلى تعديل استراتيجيات التحكم في مراكز البيانات أو المنشآت الصناعية.
ستركز عمليات التحقق التقنية اللاحقة على عدة معايير: التحكم في انحراف دقة ±0.01% أثناء التشغيل طويل الأمد، وقدرة مستشعرات NV على مقاومة التداخل في البيئات الكهرومغناطيسية المعقدة، واتساق أخذ العينات المتزامن من نقاط قياس متعددة، وطريقة التركيب في سيناريوهات التوزيع عالي الكثافة في مراكز البيانات، وقدرة xEnergy على تعيين إشارات الطاقة الدقيقة بشكل مستقر لإجراءات توفير الطاقة المحددة في أحمال الخوادم ومعدات التبريد وسلاسل إمداد الطاقة وتوزيعها ومعدات العمليات الصناعية.