Stollenwerk, Tobias und O'Gorman, Bryan und Venturelli, Davide und Mandrà, Salvatore und Rodionova, Olga und Ng, Hok K. und Sridhar, Banavar und Rieffel, Eleanor G. und Biswas, Rupak (2018) Quantum Annealing Applied to De-Conflicting Optimal Trajectories for Air Traffic Management. IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems, Seiten 1-13. IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers. doi: 10.1109/TITS.2019.2891235. ISSN 1524-9050.
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Kurzfassung
We present the mapping of a class of simplified air traffic management (ATM) problems (strategic conflict resolution) to quadratic unconstrained boolean optimization (QUBO) problems. The mapping is performed through an original representation of the conflict-resolution problem in terms of a conflict graph, where nodes of the graph represent flights and edges represent a potential conflict between flights. The representation allows a natural decomposition of a real world instance related to wind- optimal trajectories over the Atlantic ocean into smaller subproblems, that can be discretized and are amenable to be programmed in quantum annealers. In the study, we tested the new programming techniques and we benchmark the hardness of the instances using both classical solvers and the D-Wave 2X and D-Wave 2000Q quantum chip. The preliminary results show that for reasonable modeling choices the most challenging subproblems which are programmable in the current devices are solved to optimality with 99% of probability within a second of annealing time.
elib-URL des Eintrags: | https://elib.dlr.de/117108/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Dokumentart: | Zeitschriftenbeitrag | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Titel: | Quantum Annealing Applied to De-Conflicting Optimal Trajectories for Air Traffic Management | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Autoren: |
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Datum: | 2018 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Erschienen in: | IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Referierte Publikation: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Open Access: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gold Open Access: | Nein | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In SCOPUS: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In ISI Web of Science: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DOI: | 10.1109/TITS.2019.2891235 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Seitenbereich: | Seiten 1-13 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Verlag: | IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ISSN: | 1524-9050 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Status: | veröffentlicht | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Stichwörter: | Computer Science - Data Structures and Algorithms, Quantum Physics, Quantum Computing | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Forschungsbereich: | Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Programm: | Raumfahrt | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Programmthema: | Technik für Raumfahrtsysteme | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Schwerpunkt: | Raumfahrt | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Forschungsgebiet: | R SY - Technik für Raumfahrtsysteme | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben): | R - Quantencomputing (alt) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Standort: | Köln-Porz | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Institute & Einrichtungen: | Institut für Simulations- und Softwaretechnik > High Performance Computing | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Hinterlegt von: | Stollenwerk, Tobias | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Hinterlegt am: | 14 Dez 2018 10:31 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Letzte Änderung: | 23 Jul 2022 13:44 |
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