By Kenna Hughes-Castleberry gepostet am 11. November 2022
Das Gesundheitswesen ist vielleicht eine der weltweit lukrativsten Branchen, da es mehr braucht als 10% des BIP der meisten entwickelten Ländern. Von der Entwicklung neuer Medikamente bis zur Zuweisung der Patientenversorgung gibt es viele verschiedene Bereiche in der Gesundheitsbranche, die erheblich von Quantencomputern profitieren können. Mit großen Mengen an Patientendaten und Bedenken hinsichtlich Sicherheit und Privatsphäre der Patienten können Anwendungsfälle im Gesundheitswesen bereits mit den aktuellen Entwicklungen bei Quantencomputern verarbeitet werden. „Quantenglühen ist das Lösen von Problemen, die Optimierungsprobleme sind, Dinge wie Supply Chain optimieren, bessere Medikamente finden und natürlich darüber nachdenken, wie man an besseren klinischen Studien teilnehmen kann“, erklärte CEO und Gründer von Polarisqb, Shahar Keinan. Polaris ist eines der führenden Unternehmen, das Quantencomputer zur Optimierung einsetzt Arzneimitteldesign, nur einer der vielen Teilsektoren der Gesundheitsbranche.
Gesundheitswesen und Drogen
Arzneimittel und Arzneimitteldesign sind nur zwei Faktoren in der Gesundheitsbranche, die zum Wohlbefinden der Patienten beitragen. „Wir fangen jetzt wirklich erst an, dies auszuwerten“, fügte Keinan hinzu. „Denn wenn Sie Medikamente entwickeln können, die besser sind, sind sie effizienter und haben weniger Nebenwirkungen, richtig? Sicherere Medikamente bedeuten, dass der Rest des Arzneimittelentwicklungsprozesses schneller und billiger ablaufen wird. Und das bedeutet, dass Ihre Medikamentenkosten sinken werden, was bedeutet, dass Sie Medikamente für kleinere Patientenpopulationen entwickeln können.“ In beiden kommt Quantentechnologie zum Einsatz chemische Simulationen und Optimierungen für die Medikamentenentwicklung können die Produktionskosten dieser Medikamente deutlich gesenkt werden. Wie Keinan feststellte, gibt dies den Pharmaunternehmen die Möglichkeit, Heilmittel für spezifischere Krankheiten zu verfolgen. Während aktuelle Arzneimittelunternehmen hauptsächlich auf größere erkrankte Bevölkerungsgruppen abzielen, kann Quantencomputer aufgrund des höheren Gewinns die Beschränkungen verringern und die Erforschung neuer Arzneimittel für andere Krankheiten ermöglichen.
Eine spezifische Möglichkeit, wie Quantencomputer das Arzneimitteldesign unterstützen können, ist die Untersuchung der Proteinfaltung. Dabei würde nicht nur die Simulation und Analyse des Faltvorgangs helfen Arzneimittelentdeckung, aber es hat auch weitreichendere Auswirkungen auf andere Teilbranchen wie Ernährung, Onkologie und andere. Laut einem kürzlich erschienenen Artikel von Booz-Allen: „Mit einem Quantenalgorithmus namens Variational Quantum Eigen-Solver ist es möglich, eine statistische Darstellung möglicher Faltungen in einer Aminosäurekette zu erstellen, mit dem Ergebnis, dass eine Vorhersage für die Proteinkonfiguration vorliegt, die wir in der Natur beobachten würden.“ Polaris geht in diesem Prozess noch einen Schritt weiter, indem es die potenzielle Toxizität der Moleküle untersucht, wenn sie die Blut-Hirn-Schranke des Gehirns passieren. „Wir finden Moleküle, die an das Protein binden, das ins Gehirn gelangt, und weniger toxisch sind, in einer einzigen Optimierung, nicht in drei verschiedenen Schritten“, sagte Keinan. „So verkürzen wir die Timeline.“
Quanten und Diagnose
Über die Wirkstoffforschung hinaus kann Quantencomputing auch erheblich dazu beitragen Krankheitsdiagnose. Bereits Krankenhäuser und Kliniken nutzen KI und Maschinelles Lernen zur Erkennung möglicher Krankheiten oder Tumore in Testergebnissen und Bildern von Patienten. „Alles, was mit maschinellem Lernen zu tun hat, hat also das Potenzial, mit Quanten beschleunigt zu werden, insbesondere wenn es sich um große Datenmengen handelt“, erklärte er Amir Naveh, Mitbegründer und Chief Product Officer (CPO) von Classiq-Technologien, ein marktführendes Unternehmen für Quantencomputer. Da KI erhebliche Fortschritte bei der Beschleunigung der Krankheitserkennung macht, scheint es, dass Quantencomputer in Kombination mit KI erhebliche Veränderungen in der Gesundheitsbranche bewirken werden. KI-Unternehmer Gary Fowler hat diese Vorhersagen in einem Jahr 2021 ausgearbeitet Forbes Artikel, und schrieb: „Quantum Computing wird ein weiteres nützliches Werkzeug sein, um Antworten auf Krankheiten wie Parkinson, Krebs und andere Leiden zu finden, die jeden Tag so viele Menschenleben fordern.“ Wie Experten vor der steigenden Bedrohung durch nicht diagnostizierte Krankheiten wie z Darmkrebs In jüngeren Generationen kann Quantencomputer ein Frühwarnsystem schaffen, das die Früherkennung einfacher und für ein breiteres Publikum zugänglicher macht.
Quantencomputing und Patientenversorgung in Gesundheitseinrichtungen
Da Viren wie COVID-19 Krankenhaussysteme überwältigen, suchen viele Experten nach Quantencomputern, um damit fertig zu werden Engpässe mehr Patienten als Ärzte oder Krankenhausbetten. Die Zeit, diese Engpässe zu beheben, ist offensichtlicher denn je, wie die Weltgesundheitsorganisation (WHO) vorhersagt 2030, Wird da sein ein Defizit von fast 10 Millionen Gesundheitsdienstleistern, darunter Ärzte und Krankenschwestern. Dieser Engpass könnte sich noch verschlimmern, wenn eine weitere globale Pandemie eintritt, wodurch ein dringender Bedarf entsteht, Quantentechnologie zur Lösung dieser Probleme einzusetzen. Da viele dieser Engpässe mithilfe von Optimierungsalgorithmen gelöst werden können, kann Quantencomputing helfen, Pflegeprozesse effizienter zu gestalten und Ressourcen wie Medikamente oder Krankenhausbetten besser zuzuweisen. „Quantum kann diesem gesamten Bereich helfen“, fügte Naveh hinzu. „Die eigentliche Versorgung der Patienten, die alles umfasst, von der Möglichkeit, die Patienten optimal zu unterstützen, bis hin zur Sicherstellung der Betrugserkennung in diesen Einrichtungen.“ Bei Krankenakten mit sensiblen Patientendaten kann Quantencomputing ein zusätzliches Maß an Sicherheit bieten Verschlüsselung Prozesse. Da Quantencomputing als Bedrohung für das aktuelle Niveau der Cybersicherheit gefeiert wird, kann es dazu beitragen, den Weg für neuere digitale Sicherheitsniveaus zu ebnen, insbesondere für Patientenakten und andere Arten sensibler Informationen.
Mit ihren vielen verschiedenen Vorteilen ist es nicht verwunderlich, dass die Quantentechnologie bereits in der Gesundheitsbranche Anwendung findet und die Branche auch in Zukunft verändern wird. Wie Fowler in einem Interview mit feststellte Im Inneren der Quantentechnologie, „Die Welt hat sich für uns alle grundlegend verändert. Der Einsatz von Quantencomputern, die 100 Millionen Mal schneller sind als die schnellsten Supercomputer, wird es uns ermöglichen, das zu tun, was 10,000 Jahre in 200 Sekunden dauern würde. Stellen Sie sich die Möglichkeit der Arzneimittelforschung und anderer Bereiche der Gesundheitstechnologie vor, die sich auf unser Leben auswirken.“
Kenna Hughes-Castleberry ist Mitarbeiterin bei Inside Quantum Technology und Science Communicator bei JILA (eine Partnerschaft zwischen der University of Colorado Boulder und NIST). Ihre Beats beim Schreiben umfassen Deep Tech, Metaverse und Quantentechnologie.
