Kvantteknik och AI kan bana väg för effektivare flygtrafik

Ett nytt forskningsprojekt på Mälardalens universitet undersöker hur framtidens kvantdatorer och förklarbar artificiell intelligens kan bidra till säkrare, grönare och mer effektiva flygresor.

När vi reser med flyg ser allt ofta enkelt ut från passagerarsätet. Men bakom varje start och landning pågår ett ständigt pussel i luftrummet, där flygledare och digitala system måste se till att flygplan håller säkra avstånd, undviker konflikter och samtidigt följer så effektiva rutter som möjligt. Ju fler flygplan som rör sig samtidigt, desto mer komplicerad blir uppgiften. Därför undersöker projektet NEXT-QCM hur framtidens kvantdatorer och förklarbar artificiell intelligens kan bidra till säkrare, grönare och mer effektiva flygresor.

NEXT-QCM står för Next-Generation Quantum Computing for Air Traffic Management och leds av Mälardalens universitet (MDU). Projektet ska utveckla en så kallad proof-of-concept, alltså en första fungerande demonstration, för att visa hur kvantförstärkt optimering kan användas inom flygledning.

”Målet är att förbättra beräkningar av flygbanor och konfliktlösning i situationer där många flygplan måste samordnas samtidigt. Det handlar om problem som är så komplexa att de snabbt blir mycket svåra att lösa med traditionell datorkraft, särskilt när besluten måste fattas i realtid”, säger Shahina Begum, professor i artificiell intelligens på MDU.

Bättre stöd i komplexa situationer

Kvantdatorer beskrivs ofta som en möjlig framtida genväg för att hantera extremt stora beräkningsproblem. De ersätter inte vanliga datorer, men kan i vissa typer av uppgifter bli särskilt kraftfulla. Inom flygtrafikledning kan det till exempel handla om att snabbare hitta flygvägar som både sparar tid och bränsle och minskar risken för trängsel i luftrummet. Samtidigt räcker det inte att systemen ger ett svar – människor måste också kunna förstå varför ett visst förslag presenteras. Därför kombinerar NEXT-QCM kvantteknik med förklarbar AI, så att beslutsstödet inte blir en svart låda utan något som flygledare kan tolka och lita på.

Om forskningen lyckas kan nyttan bli stor. För flygledare kan det innebära bättre stöd i komplexa situationer. För flygbolag och flygtrafiktjänster kan det betyda färre förseningar, lägre bränsleförbrukning och effektivare ruttplanering.

”För samhället i stort finns möjligheten till minskade utsläpp av koldioxid och mindre buller kring flygplatser. Projektet ligger därför i linje med Europas arbete för ett mer digitalt, hållbart och robust flygsystem”, säger Shahina Begum.

Arbetet är planerat att pågå till 2029 och är uppdelat i flera steg: först formuleras problemen och relevant data samlas in, därefter utvecklas modeller och kodningsmetoder, som sedan testas mot klassiska lösningar och utvärderas med återkoppling från flygledare. I projektet samarbetar forskare och specialister från Sverige, Frankrike och Portugal. Förutom MDU deltar organisationerna ColibrITD, ENAC och LOBA.

För mer information, kontakta:

Shahina Begum, Professor i artificiell intelligens MDU, 021-10 73 70, shahina.begum@mdu.se