W zależności od ilości danych do przetworzenia generowanie pliku może się wydłużyć.

Jeśli generowanie trwa zbyt długo można ograniczyć dane np. zmniejszając zakres lat.

Rozdział

Pobierz BibTeX

Tytuł

Quantum Variational Algorithms for the Aircraft Deconfliction Problem

Autorzy

[ 1 ] Wydział Informatyki i Telekomunikacji, Politechnika Poznańska | [ 2 ] Instytut Informatyki, Wydział Informatyki i Telekomunikacji, Politechnika Poznańska | [ SzD ] doktorant ze Szkoły Doktorskiej | [ P ] pracownik

Dyscyplina naukowa (Ustawa 2.0)

[2.3] Informatyka techniczna i telekomunikacja

Rok publikacji

2024

Typ rozdziału

rozdział w monografii naukowej / referat

Język publikacji

angielski

Słowa kluczowe
EN
  • Tactical Aircraft Deconfliction
  • Quantum Approximate Optimization Algorithm
  • Quantum Alternating Operator Ansatz
Streszczenie

EN Tactical deconfliction problem involves resolving conflicts between aircraft to ensure safety while maintaining efficient trajectories. Several techniques exist to safely adjust aircraft parameters such as speed, heading angle, or flight level, with many relying on mixed-integer linear or nonlinear programming. These techniques, however, often encounter challenges in real-world applications due to computational complexity and scalability issues. This paper proposes a new quantum approach that applies the Quantum Approximate Optimization Algorithm (QAOA) and the Quantum Alternating Operator Ansatz (QAOAnsatz) to address the aircraft deconfliction problem. We present a formula for designing quantum Hamiltonians capable of handling a broad range of discretized maneuvers, with the aim of minimizing changes to original flight schedules while safely resolving conflicts. Our experiments show that a higher number of aircraft poses fewer challenges than a larger number of maneuvers. Additionally, we benchmark the newest IBM quantum processor and show that it successfully solves four out of five instances considered. Finally, we demonstrate that incorporating hard constraints into the mixer Hamiltonian makes QAOAnsatz superior to QAOA. These findings suggest quantum algorithms could be a valuable algorithmic candidate for addressing complex optimization problems in various domains, with implications for enhancing operational efficiency and safety in aviation and other sectors.

Data udostępnienia online

30.06.2024

Strony (od-do)

307 - 320

DOI

10.1007/978-3-031-63778-0_22

URL

https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-031-63778-0_22

Książka

Computational Science – ICCS 2024 : 24th International Conference, Malaga, Spain, July 2–4, 2024, Proceedings, Part VI

Zaprezentowany na

24th International Conference on Computational Science ICCS 2024, 2-4.07.2024, Malaga, Spain

Punktacja Ministerstwa / rozdział

20

Punktacja Ministerstwa / konferencja (CORE)

140

Ta strona używa plików Cookies, w celu zapamiętania uwierzytelnionej sesji użytkownika. Aby dowiedzieć się więcej przeczytaj o plikach Cookies i Polityce Prywatności.