بهینه سازی عملیات فرودگاهی با محاسبات کوانتومی

خلاصه خبر:

مؤسسه فیزیک کوانتومی در دانشگاه هامبورگ و گروه "راه‌حل‌های صنعتی لوفت‌هانزا" برای توسعه الگوریتم‌های کوانتومی با هدف بهینه‌سازی عملیات فرودگاه، به‌ویژه حل مسئله پیچیده «تخصیص گیت فرودگاه» همکاری می‌کنند. این موضوع مشابه مسئله فروشنده دوره گرد(TSP) است، جایی که متغیرهای افزایشی به طور تصاعدی تخصیص بهینه هواپیماها به گیت ها را پیچیده می کند. مشکل شامل تخصیص هواپیماهای ورودی به گیت های موجود به شیوه ای کارآمد است. به عنوان مثال، تخصیص 10 هواپیما به 15 گیت خطوط هوایی منجر به بیش از 570 میلیارد ترکیب ممکن می شود! این مشارکت به دنبال ایجاد الگوریتم‌های کوانتومی مقیاس‌پذیر مناسب برای کاربردهای آنی است و آنها را به عنوان پیشگامان در استفاده از محاسبات کوانتومی برای این کار قرار می‌دهد. این پروژه که به مدت سه سال سرمایه گذاری شده است، با هدف تبدیل هامبورگ به یک مرکز محاسبات کوانتومی، در حال انجام است.

توضیحات تکمیلی:

مؤسسه فیزیک کوانتومی در دانشگاه هامبورگ و گروه  "راه‌حل‌های صنعتی لوفت‌هانزا" برای توسعه الگوریتم‌های کوانتومی برای بهینه‌سازی عملیات فرودگاه، به‌ویژه برای مقابله با «مشکل تخصیص گیت فرودگاه» همکاری می‌کنند. این مسئله پیچیده شبیه به مسئله فروشنده دوره گرد (TSP) است، جایی که افزایش متغیرها منجر به رشد تصاعدی در راه حل های ممکن می شود. دکتر جوزف دوتش توضیح می دهد که در حالی که اختصاص دادن 5 گیت به یک هواپیما منجر به 5 گزینه می شود، مدیریت 15 گیت برای 10 هواپیما منجر به بیش از 570 میلیارد احتمال می شود که چالش رایانه های کلاسیک را برجسته می کند.

در حال حاضر، الگوریتم های موجود با مشکل مقیاس پذیری دست و پنجه نرم می کنند و راه حل های آنی را غیرعملی می کنند. پروفسور دکتر Deiter Jaksch اشاره می کند که مسائل بهینه سازی ترکیباتی زمان های محاسبه را به طور نامتناسبی افزایش می دهند و اغلب نیاز به راه حل های تقریبی دارند. هدف این پروژه مشترک ایجاد یک الگوریتم کوانتومی مقیاس‌پذیر است که شرایط واقعی فرودگاه‌ها را مد نظر قرار دهد و آنها را به اولین افرادی تبدیل می‌کند که از رایانه‌های کوانتومی برای این کار استفاده می‌کنند.

این همکاری از تخصص هر دو شریک استفاده می کند: موسسه فیزیک کوانتومی دانشگاه هامبورگ، که به دلیل توسعه الگوریتم های کوانتومی کارآمد مشهور است، و گروه  راه حل های صنعتی لوفت هانزا، با تجربه در نیازهای خطوط هوایی و فرودگاهی و محاسبات کوانتومی. این پروژه همچنین با روند گسترده‌تر معرفی رایانه‌های کوانتومی قابل استفاده تجاری مطابقت دارد، همانطور که Doetsch اشاره کرد، که بیان می‌کند راه‌حل فعلی آنها، مبتنی بر رایانه‌های کلاسیک، با فناوری کوانتومی بهبود خواهد یافت.

این طرح  به مدت سه سال تامین مالی خواهد شد. این پروژه گامی مهم به سوی کاربردهای محاسبات کوانتومی عملی در عملیات فرودگاهی است.

منبع

https://thequantuminsider.com/2024/07/06/university-of-hamburg-lufthansa-say-quantum-algorithms-for-airport-operations-ready-for-takeoff/