Per Quantencomputer soll eines der größten Flughafen-Probleme gelöst werden
Wissenschaftler der Uni Hamburg und der Lufthansa starten ein Projekt zur Optimierung von Flughafenabfertigungen – so sollen möglichst effiziente Zuordnungen des passenden Abfertigungsgates errechnet werden. Bisherige Modelle stoßen schnell an die Grenzen.
In der internationalen Luftfahrt – insbesondere an großen Drehkreuz-Flughäfen – ist es als „Gate Assignment Problem“ bekannt: Es beschreibt die Herausforderung, ankommende Flugzeuge effizient und schnell den verfügbaren Gates zuzuweisen, und das möglichst auch noch so, dass der weitere Flugverkehr damit zeitlich und räumlich in einer idealen Verbindung steht. In einem groß angelegten Projekt haben jetzt das Institut für Quantenphysik (IQP) der Universität Hamburg und Lufthansa Industry Solutions (LHIND) ihre Kräfte gebündelt, um bessere Lösungen dafür zu finden. Unterstützt wird das Vorhaben von der Hamburgischen Investitions- und Förderbank im Rahmen ihrer Förderinitiative für Quantencomputing.
Aktuell ist die Zuordnung aufgrund der exponentiell wachsenden Anzahl von Möglichkeiten eine enorme Herausforderung für herkömmliche Computer. „Bei fünf möglichen Gates und einem Flugzeug gibt es nur fünf Zuordnungsmöglichkeiten. In diesem Fall hat die Flugleitung leichtes Spiel. Bei fünf Gates und zwei Flugzeugen sind schon 25 Varianten möglich. Allerdings sind Airports in der Regel größer. Bei 15 Gates und 10 Flugzeugen gibt es über 570 Milliarden Möglichkeiten“, erläutert Joseph Doetsch, Quantum-Computing-Experte der Lufthansa. Die bisherigen Algorithmen stoßen hier schnell an ihre Grenzen, was die Rechenzeit angeht. Aus Zeit- und Effizienzgründen sei eine bestmögliche Zuordnung aber sowohl für die Passagiere als auch für die Fluggesellschaften von großer Bedeutung.
Das Projekt zielt nun darauf ab, einen Quantenalgorithmus zu entwickeln, der die spezifischen Bedingungen an Flughäfen berücksichtigt und skalierbar ist. „Dies könnte weltweit die erste praktische Anwendung eines Quantencomputers für das Problem darstellen“, sagt Prof. Dieter Jaksch, Quantenphysiker an der Universität Hamburg. Die Quantenlösung, die aktuell noch auf klassischen Computern basiert, solle in den nächsten Jahren durch die Nutzung von Quantencomputern weiterentwickelt werden. „Wir profitieren von einem großen Talentpool und der Förderung durch die Stadt Hamburg“, so Doetsch.
