داخل المغرفة الداخلية لتكنولوجيا الكم: الكم وصناعة الرعاية الصحية

ربما تكون الرعاية الصحية واحدة من أكثر الصناعات المربحة على مستوى العالم ، حيث تتطلب أكثر من 10% من الناتج المحلي الإجمالي لمعظم البلدان المتقدمة. من تطوير عقاقير جديدة إلى تخصيص رعاية المرضى ، هناك العديد من المجالات المختلفة في صناعة الرعاية الصحية التي يمكن أن تستفيد بشكل كبير من الحوسبة الكمية. مع وجود كميات كبيرة من بيانات المرضى والمخاوف المتعلقة بالأمان وخصوصية المريض ، يمكن بالفعل معالجة حالات استخدام الرعاية الصحية مع التطورات الحالية في أجهزة الكمبيوتر الكمومية. "التلدين الكمي هو حل المشكلات التي تمثل مشكلات في التحسين ، مثل سلسلة التوريد يشرح الرئيس التنفيذي ومؤسس بولاريسقب, شاهار كينان. Polaris هي واحدة من الشركات الرائدة التي تستخدم الحوسبة الكمية لتحسينها تصميم الأدوية، واحد فقط من العديد من القطاعات الفرعية المميزة في صناعة الرعاية الصحية.

الرعاية الصحية والأدوية

العقاقير وتصميم الأدوية هما عاملان فقط في صناعة الرعاية الصحية يساعدان في رفاهية المريض. وأضاف كينان: "لقد بدأنا الآن فقط في تقييم هذا". "لأنه إذا كان بإمكانك تصميم أدوية ستكون أفضل ، فستكون أكثر فاعلية مع آثار جانبية أقل ، أليس كذلك؟ عقاقير أكثر أمانًا يعني أن بقية عملية تطوير الدواء ستكون أسرع وأرخص. وهذا يعني أن تكلفة الأدوية الخاصة بك ستنخفض ، مما يعني أنه يمكنك تطوير أدوية لعدد أقل من المرضى ". مع استخدام تكنولوجيا الكم في كليهما المحاكاة الكيميائية وتحسينات لتطوير الأدوية ، يمكن أن يؤدي ذلك إلى خفض تكاليف إنتاج هذه الأدوية بشكل كبير. كما ذكر كينان ، فإن هذا يحرر شركات الأدوية لمتابعة علاجات لأمراض أكثر تحديدًا. في حين أن شركات الأدوية الحالية تستهدف بشكل أساسي أعدادًا أكبر من المصابين بالمرض ، نظرًا لوجود أرباح أعلى ، يمكن للحوسبة الكمومية أن تقلل القيود وتسمح بإجراء أبحاث دوائية جديدة في أمراض أخرى.

إحدى الطرق المحددة التي يمكن أن تساعد بها الحوسبة الكمومية في تصميم الأدوية هي دراسة طي البروتين. لن يساعد فقط محاكاة عملية الطي وتحليلها إكتشاف عقار، ولكن لها أيضًا آثار أوسع على الصناعات الفرعية الأخرى مثل التغذية والأورام وغيرها. وفقا لمقالة حديثة من قبل بوز ألين: "باستخدام خوارزمية كمومية تسمى Variational Quantum Eigen-solver ، من الممكن إنتاج تمثيل إحصائي للطيات المحتملة في سلسلة الأحماض الأمينية ، والنتيجة هي تنبؤ لتكوين البروتين الذي نلاحظه في الطبيعة." يأخذ Polaris هذه العملية خطوة أخرى إلى الأمام من خلال النظر في السمية المحتملة للجزيئات أثناء مرورها عبر حاجز الدم في الدماغ. قال كينان: "لقد وجدنا جزيئات ترتبط بالبروتين الذي يمر إلى الدماغ وتكون أقل سمية ، في عملية تحسين واحدة ، وليس في ثلاث خطوات مختلفة". "هكذا نجعل الجدول الزمني أقصر."

الكم والتشخيص

بالإضافة إلى اكتشاف الأدوية ، يمكن أن تساعد الحوسبة الكمومية أيضًا بشكل كبير تشخيص المرض. تستخدم المستشفيات والعيادات بالفعل الذكاء الاصطناعي و آلة التعلم للمساعدة في الكشف عن الأمراض أو الأورام المحتملة في نتائج اختبارات المريض والصور. وأوضح "لذلك ، كل شيء يتعامل مع التعلم الآلي لديه القدرة على تسريع الكم ، خاصةً عندما تكون كميات كبيرة من البيانات" أمير نافيه ، الشريك المؤسس والرئيس التنفيذي للمنتجات (CPO) في كلاسيك تكنولوجيز، شركة حوسبة كمومية رائدة في السوق. مع قيام الذكاء الاصطناعي بخطوات كبيرة في تسريع اكتشاف الأمراض ، يبدو أن الحوسبة الكمية ، جنبًا إلى جنب مع الذكاء الاصطناعي ، ستحدث تحولات كبيرة في صناعة الرعاية الصحية. رائد أعمال في مجال الذكاء الاصطناعي جاري فاولر بالتفصيل في هذه التوقعات في عام 2021 الشرق الأوسط البند، كتابة "ستكون الحوسبة الكمية أداة مفيدة أخرى للعثور على إجابات لأمراض مثل باركنسون والسرطان والأمراض الأخرى التي تودي بحياة العديد من الأشخاص كل يوم." كما يحذر الخبراء من التهديدات المتزايدة لأمراض غير مشخصة مثل سرطان قولوني مستقيمي في الأجيال الشابة ، يمكن للحوسبة الكمومية إنشاء نظام تحذير مبكر ، مما يجعل الفحص المبكر أسهل وأكثر سهولة في الوصول إلى جمهور أوسع.

الحوسبة الكمية ورعاية المرضى في مرافق الرعاية الصحية

مع وجود فيروسات مثل COVID-19 التي تطغى على أنظمة المستشفيات ، يتطلع العديد من الخبراء إلى الحوسبة الكمية للتعامل مع الاختناقات من المرضى أكثر من الأطباء أو أسرة المستشفيات. لقد أصبح الوقت المناسب لإصلاح هذه الاختناقات أكثر وضوحا من أي وقت مضى ، حيث تتوقع منظمة الصحة العالمية ذلك من خلال 2030، سيكون هناك عجز ما يقرب من 10 ملايين من مقدمي الرعاية الصحية ، بما في ذلك الأطباء والممرضات. قد يزداد هذا الاختناق سوءًا فقط إذا حدث جائحة عالمي آخر ، مما يخلق حاجة ملحة لاستخدام تكنولوجيا الكم للمساعدة في حل هذه المشكلات. نظرًا لأنه يمكن حل العديد من هذه الاختناقات باستخدام خوارزميات التحسين ، يمكن للحوسبة الكمية أن تساعد في إنشاء عمليات رعاية أكثر كفاءة ، بالإضافة إلى تخصيص أفضل للموارد مثل الطب أو أسرة المستشفيات. وأضاف نافيه: "يمكن أن يساعد الكم هذا المجال بأكمله". "الرعاية الفعلية للمرضى ، وهي كل شيء بدءًا من القدرة على تقديم الدعم الأمثل للمرضى حتى نتمكن من التأكد من وجود اكتشاف للاحتيال في هذه المرافق." مع السجلات الطبية التي تحتوي على معلومات حساسة عن المريض ، يمكن للحوسبة الكمومية أن توفر مستوى إضافيًا من الأمان عبر التشفير العمليات. نظرًا لأنه يتم الترحيب بالحوسبة الكمومية باعتبارها تهديدًا للمستويات الحالية للأمن السيبراني ، يمكن أن تساعد في تمهيد الطريق لمستويات جديدة من الأمان الرقمي ، خاصة لسجلات المرضى وأنواع أخرى من المعلومات الحساسة.

مع العديد من الفوائد المختلفة ، فليس من المستغرب أن يتم بالفعل تطبيق تكنولوجيا الكم على صناعة الرعاية الصحية وسوف تستمر في تحويل الصناعة في المستقبل. كما صرح فاولر في مقابلة مع داخل تقنية الكم, "لقد تغير العالم بشكل أساسي بالنسبة لنا جميعًا. سيسمح لنا استخدام أجهزة الكمبيوتر الكمومية التي تكون أسرع 100 مليون مرة من أسرع الحواسيب الفائقة بفعل ما قد يستغرق 10,000 عام في 200 ثانية. تخيل إمكانية اكتشاف الأدوية وغيرها من مجالات التكنولوجيا الصحية التي تؤثر على حياتنا ".

كينا هيوز-كاسلبيري هي كاتبة في Inside Quantum Technology و Science Communicator في JILA (شراكة بين جامعة كولورادو بولدر و NIST). تشمل إيقاعات كتابتها التكنولوجيا العميقة ، والميتافيرس ، والتكنولوجيا الكمومية.