By Kenna Hughes-Castleberry offentliggjort 11. november 2022
Sundhedspleje er måske en af de mest globalt lukrative industrier, da det kræver mere end 10 % af de flestes BNP udviklede lande. Fra udvikling af nye lægemidler til allokering af patientbehandling er der mange forskellige områder inden for sundhedsindustrien, der kan drage betydelig fordel af kvantecomputere. Med store mængder patientdata og bekymringer om sikkerhed og patientens privatliv, kan sundhedssager allerede behandles med den aktuelle udvikling inden for kvantecomputere. "Kvanteudglødning er at løse problemer, der er optimeringsproblemer, f.eks forsyningskæde optimering, finde bedre lægemidler og selvfølgelig tænke på, hvordan man kommer ind i bedre kliniske forsøg,” forklarede CEO og grundlægger af Polarisqb, Shahar Keinan. Polaris er en af de førende virksomheder, der bruger kvantecomputere til at optimere lægemiddeldesign, blot en af de mange undersektorer, der er omtalt inden for sundhedssektoren.
Sundhedspleje og stoffer
Lægemidler og lægemiddeldesign er blot to faktorer inden for sundhedssektoren, der hjælper med patientens velvære. "Vi begynder virkelig først nu at evaluere dette," tilføjede Keinan. "For hvis du kan designe lægemidler, der bliver bedre, er de mere effektive med færre bivirkninger, ikke? Sikrere stoffer betyder, at resten af lægemiddeludviklingsprocessen bliver hurtigere og billigere. Og det betyder, at dine udgifter til medicin vil falde, hvilket betyder, at du kan udvikle medicin til mindre patientpopulationer." Med kvanteteknologi, der bruges i begge kemiske simuleringer og optimeringer til lægemiddeludvikling, kan dette sænke produktionsomkostningerne for disse lægemidler markant. Som Keinan sagde, frigør dette lægemiddelvirksomheder til at søge kur mod mere specifikke lidelser. Mens de nuværende lægemiddelvirksomheder hovedsageligt retter sig mod større syge populationer, da der er en højere profit, kan kvantecomputere reducere begrænsningen og give mulighed for ny lægemiddelforskning i andre sygdomme.
En specifik måde, hvorpå kvanteberegning kan hjælpe med lægemiddeldesign, er ved at studere proteinfoldning. Ikke kun ville simulering og analyse af foldeprocessen hjælpe med opdagelse af lægemidler, men det har også bredere implikationer for andre underindustrier som ernæring, onkologi og andre. Ifølge en nylig artikel af Booz-Allen: "Ved at bruge en kvantealgoritme kaldet en Variational Quantum Eigen-solver er det muligt at producere en statistisk repræsentation af mulige folder i en aminosyrekæde, med resultatet en forudsigelse for den proteinkonfiguration, vi ville observere i naturen." Polaris tager denne proces et skridt videre ved at se på den potentielle toksicitet af molekylerne, når de passerer gennem hjernens blod-hjerne-barriere. "Vi finder molekyler, der binder til proteinet, der passerer ind i hjernen og er mindre giftige, i en enkelt optimering, ikke i tre forskellige trin," sagde Keinan. "Det er sådan, vi gør tidslinjen kortere."
Kvante og diagnose
Ud over lægemiddelopdagelse kan kvantecomputere også hjælpe betydeligt med sygdomsdiagnose. Allerede hospitaler og klinikker bruger kunstig intelligens og machine learning at hjælpe med at opdage mulige sygdomme eller tumorer i patienttestresultater og billeder. "Så alt, der beskæftiger sig med maskinlæring har potentialet til at blive fremskyndet med kvante, især når det er store mængder data," forklarede Amir Naveh, Medstifter og Chief Product Officer (CPO) af Classiq teknologier, en markedsledende kvantecomputervirksomhed. Med AI, der gør betydelige fremskridt med at accelerere sygdomsdetektion, ser det ud til, at kvantecomputere, kombineret med AI, vil skabe betydelige ændringer i sundhedssektoren. AI iværksætter Gary Fowler uddybet disse forudsigelser i en 2021 Forbes artikel, skriver "Quantum computing vil være et andet nyttigt værktøj til at finde svar på sygdomme som Parkinsons, kræft og andre lidelser, der tager så mange liv hver dag." Som eksperter advarer om de stigende trusler om udiagnosticerede sygdomme som kolorektal cancer i yngre generationer kan kvantecomputere skabe et tidligere advarselssystem, hvilket gør tidlig screening lettere og mere tilgængelig for et bredere publikum.
Kvantecomputere og patientbehandling i sundhedsfaciliteter
Med vira som COVID-19 overvældende hospitalssystemer, søger mange eksperter til kvantecomputere for at håndtere flaskehalse af flere patienter end læger eller hospitalssenge. Tiden til at rette op på disse flaskehalse er mere tydelig end nogensinde, da Verdenssundhedsorganisationen (WHO) forudsiger, at 2030, Vil der være et underskud af næsten 10 millioner sundhedsudbydere, herunder læger og sygeplejersker. Denne flaskehals kan kun blive værre, hvis en anden global pandemi rammer, hvilket skaber et presserende behov for at bruge kvanteteknologi til at hjælpe med at løse disse problemer. Fordi mange af disse flaskehalse kan løses ved hjælp af optimeringsalgoritmer, kan kvantecomputere hjælpe med at skabe mere effektive plejeprocesser samt en bedre allokering af ressourcer som medicin eller hospitalssenge. "Quantum kan hjælpe hele dette domæne," tilføjede Naveh. "Den egentlige pleje af patienterne, som er alt fra at kunne yde optimal støtte til patienterne til at kunne sikre sig, at der er opdagelse af svindel i disse faciliteter." Med journaler, der indeholder følsomme patientoplysninger, kan quantum computing give et ekstra niveau af sikkerhed via kryptering processer. Da kvantecomputere bliver hyldet som en trussel mod nuværende niveauer af cybersikkerhed, kan det hjælpe med at bane vejen for nyere niveauer af digital sikkerhed, især for patientjournaler og andre typer følsomme oplysninger.
Med sine mange forskellige fordele er det ingen overraskelse, at kvanteteknologi allerede bliver anvendt til sundhedsindustrien og vil fortsætte med at transformere industrien i fremtiden. Som Fowler udtalte i et interview med Inde i Quantum Technology, “Verden har fundamentalt ændret sig for os alle. Brugen af kvantecomputere, der er 100 millioner gange hurtigere end de hurtigste supercomputere, vil give os mulighed for at gøre, hvad der ville tage 10,000 år på 200 sekunder. Forestil dig muligheden for opdagelse af lægemidler og andre områder af sundhedsteknologi, der påvirker vores liv."
Kenna Hughes-Castleberry er medarbejderskribent hos Inside Quantum Technology og Science Communicator på JILA (et partnerskab mellem University of Colorado Boulder og NIST). Hendes skrivebeats inkluderer deep tech, metaverset og kvanteteknologi.
