By Kenna Hughes-Castleberry δημοσιεύτηκε στις 11 Νοεμβρίου 2022
Η υγειονομική περίθαλψη είναι ίσως ένας από τους πιο κερδοφόρους κλάδους παγκοσμίως, καθώς χρειάζεται περισσότερα από 10% του ΑΕΠ των περισσότερων ανεπτυγμένες χώρες. Από την ανάπτυξη νέων φαρμάκων μέχρι την κατανομή της περίθαλψης ασθενών, υπάρχουν πολλοί διαφορετικοί τομείς στον κλάδο της υγειονομικής περίθαλψης που μπορούν να ωφεληθούν σημαντικά από τον κβαντικό υπολογιστή. Με μεγάλο όγκο δεδομένων ασθενών και ανησυχίες σχετικά με την ασφάλεια και το απόρρητο των ασθενών, οι περιπτώσεις χρήσης υγειονομικής περίθαλψης μπορούν ήδη να υποβληθούν σε επεξεργασία με τις τρέχουσες εξελίξεις στους κβαντικούς υπολογιστές. «Η κβαντική ανόπτηση είναι η επίλυση προβλημάτων που είναι προβλήματα βελτιστοποίησης, όπως αλυσίδας εφοδιασμού βελτιστοποίηση, εύρεση καλύτερων φαρμάκων και, φυσικά, σκέψη για το πώς να μπεις σε καλύτερες κλινικές δοκιμές», εξήγησε ο Διευθύνων Σύμβουλος και Ιδρυτής της Polarisqb, Shahar Keinan. Η Polaris είναι μία από τις κορυφαίες εταιρείες που χρησιμοποιούν κβαντικούς υπολογιστές για βελτιστοποίηση σχεδιασμός φαρμάκων, μόνο ένας από τους πολλούς υποτομείς που εμφανίζονται στον κλάδο της υγειονομικής περίθαλψης.
Υγεία και Ναρκωτικά
Τα φάρμακα και ο σχεδιασμός φαρμάκων είναι μόνο δύο παράγοντες στον κλάδο της υγειονομικής περίθαλψης που βοηθούν στην ευημερία των ασθενών. «Πραγματικά μόλις τώρα αρχίζουμε να το αξιολογούμε αυτό», πρόσθεσε ο Keinan. «Επειδή αν μπορείτε να σχεδιάσετε φάρμακα που θα είναι καλύτερα, είναι πιο αποτελεσματικά με λιγότερες παρενέργειες, σωστά; Ασφαλέστερα φάρμακα σημαίνει ότι η υπόλοιπη διαδικασία ανάπτυξης φαρμάκων θα είναι ταχύτερη και φθηνότερη. Και αυτό σημαίνει ότι το κόστος των φαρμάκων σας θα μειωθεί, πράγμα που σημαίνει ότι μπορείτε να αναπτύξετε φάρμακα για μικρότερους πληθυσμούς ασθενών». Με την κβαντική τεχνολογία που χρησιμοποιείται και στα δύο χημικές προσομοιώσεις και βελτιστοποιήσεις για την ανάπτυξη φαρμάκων, αυτό μπορεί να μειώσει σημαντικά το κόστος παραγωγής αυτών των φαρμάκων. Όπως δήλωσε ο Keinan, αυτό ελευθερώνει τις φαρμακευτικές εταιρείες να αναζητήσουν θεραπείες για πιο συγκεκριμένες ασθένειες. Ενώ οι τρέχουσες φαρμακευτικές εταιρείες στοχεύουν κυρίως μεγαλύτερους άρρωστους πληθυσμούς, καθώς υπάρχει υψηλότερο κέρδος, ο κβαντικός υπολογισμός μπορεί να μειώσει τον περιορισμό και να επιτρέψει νέα έρευνα φαρμάκων σε άλλες ασθένειες.
Ένας συγκεκριμένος τρόπος με τον οποίο ο κβαντικός υπολογισμός μπορεί να βοηθήσει στο σχεδιασμό φαρμάκων είναι η μελέτη της αναδίπλωσης πρωτεϊνών. Όχι μόνο θα βοηθούσε η προσομοίωση και η ανάλυση της διαδικασίας αναδίπλωσης ανακάλυψη ναρκωτικών, αλλά έχει επίσης ευρύτερες επιπτώσεις σε άλλες υποβιομηχανίες όπως η διατροφή, η ογκολογία και άλλες. Σύμφωνα με πρόσφατο άρθρο του Booz-Allen: "Χρησιμοποιώντας έναν κβαντικό αλγόριθμο που ονομάζεται Variational Quantum Eigen-solver, είναι δυνατό να παραχθεί μια στατιστική αναπαράσταση πιθανών πτυχών σε μια αλυσίδα αμινοξέων, με το αποτέλεσμα να είναι μια πρόβλεψη για τη διαμόρφωση πρωτεΐνης που θα παρατηρούσαμε στη φύση." Το Polaris πηγαίνει αυτή τη διαδικασία ένα βήμα παραπέρα εξετάζοντας την πιθανή τοξικότητα των μορίων καθώς περνούν μέσα από τον αιματοεγκεφαλικό φραγμό του εγκεφάλου. «Βρίσκουμε μόρια που συνδέονται με την πρωτεΐνη που περνά στον εγκέφαλο και είναι λιγότερο τοξικά, σε μία μόνο βελτιστοποίηση, όχι σε τρία διαφορετικά βήματα», δήλωσε ο Keinan. «Έτσι κάνουμε το χρονοδιάγραμμα πιο σύντομο».
Κβαντική και Διάγνωση
Πέρα από την ανακάλυψη φαρμάκων, ο κβαντικός υπολογισμός μπορεί επίσης να βοηθήσει σημαντικά διάγνωση ασθένειας. Ήδη νοσοκομεία και κλινικές χρησιμοποιούν AI και μάθηση μηχανής για να βοηθήσει στην ανίχνευση πιθανών ασθενειών ή όγκων στα αποτελέσματα και τις εικόνες των δοκιμών ασθενών. «Έτσι, ό,τι αφορά τη μηχανική μάθηση έχει τη δυνατότητα να επιταχυνθεί με το κβαντικό, ειδικά όταν πρόκειται για μεγάλες ποσότητες δεδομένων», εξήγησε. Amir Naveh, Συνιδρυτής και Chief Product Officer (CPO) της Classiq Technologies, μια κορυφαία στην αγορά εταιρεία κβαντικών υπολογιστών. Με την τεχνητή νοημοσύνη να κάνει σημαντικά βήματα στην επιτάχυνση της ανίχνευσης ασθενειών, φαίνεται ότι ο κβαντικός υπολογισμός, σε συνδυασμό με την τεχνητή νοημοσύνη, θα δημιουργήσει σημαντικές αλλαγές στον κλάδο της υγειονομικής περίθαλψης. Επιχειρηματίας AI Γκάρι Φάουλερ επεξεργάστηκε αυτές τις προβλέψεις το 2021 Forbes άρθρο, γράφοντας «Οι κβαντικοί υπολογιστές θα είναι ένα άλλο χρήσιμο εργαλείο για την εύρεση απαντήσεων σε ασθένειες όπως το Πάρκινσον, ο καρκίνος και άλλες ασθένειες που αφαιρούν τόσες πολλές ζωές κάθε μέρα». Όπως προειδοποιούν οι ειδικοί για τις αυξανόμενες απειλές αδιάγνωστων ασθενειών όπως καρκίνο του παχέος εντέρου Στις νεότερες γενιές, ο κβαντικός υπολογιστής μπορεί να δημιουργήσει ένα παλαιότερο σύστημα προειδοποίησης, καθιστώντας τον έγκαιρο έλεγχο ευκολότερο και πιο προσιτό σε ένα ευρύτερο κοινό.
Κβαντική Υπολογιστική και Φροντίδα Ασθενών σε Εγκαταστάσεις Υγείας
Με ιούς όπως το COVID-19 να κατακλύζουν τα νοσοκομειακά συστήματα, πολλοί ειδικοί αναζητούν την κβαντική πληροφορική για να αντιμετωπίσουν σημεία συμφόρησης περισσότερων ασθενών από γιατρούς ή νοσοκομειακά κρεβάτια. Ο χρόνος για να διορθωθούν αυτά τα σημεία συμφόρησης είναι πιο εμφανής από ποτέ, καθώς ο Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας (ΠΟΥ) προβλέπει ότι με 2030, Θα υπάρξουν ένα έλλειμμα σχεδόν 10 εκατομμυρίων παρόχων υγείας, συμπεριλαμβανομένων γιατρών και νοσηλευτών. Αυτή η συμφόρηση μπορεί να επιδεινωθεί μόνο εάν χτυπήσει μια άλλη παγκόσμια πανδημία, δημιουργώντας μια πιεστική ανάγκη χρήσης κβαντικής τεχνολογίας για να βοηθήσουμε στην επίλυση αυτών των προβλημάτων. Επειδή πολλά από αυτά τα σημεία συμφόρησης μπορούν να επιλυθούν χρησιμοποιώντας αλγόριθμους βελτιστοποίησης, ο κβαντικός υπολογισμός μπορεί να βοηθήσει στη δημιουργία πιο αποτελεσματικών διαδικασιών φροντίδας, καθώς και στην καλύτερη κατανομή πόρων όπως ιατρική ή νοσοκομειακές κλίνες. "Το Quantum μπορεί να βοηθήσει ολόκληρο αυτόν τον τομέα", πρόσθεσε ο Naveh. «Η πραγματική φροντίδα για τους ασθενείς, που σημαίνει οτιδήποτε, από τη δυνατότητα παροχής βέλτιστης υποστήριξης στους ασθενείς για να είναι σε θέση να διασφαλίσουν ότι υπάρχει ανίχνευση απάτης σε αυτές τις εγκαταστάσεις». Με τα ιατρικά αρχεία που περιέχουν ευαίσθητες πληροφορίες ασθενών, ο κβαντικός υπολογισμός μπορεί να προσφέρει ένα επιπλέον επίπεδο ασφάλειας μέσω κρυπτογράφηση διαδικασίες. Καθώς ο κβαντικός υπολογιστής χαιρετίζεται ως απειλή για τα τρέχοντα επίπεδα ασφάλειας στον κυβερνοχώρο, μπορεί να βοηθήσει να ανοίξει ο δρόμος για νεότερα επίπεδα ψηφιακής ασφάλειας, ειδικά για αρχεία ασθενών και άλλους τύπους ευαίσθητων πληροφοριών.
Με τα πολλά διαφορετικά οφέλη της, δεν αποτελεί έκπληξη το γεγονός ότι η κβαντική τεχνολογία εφαρμόζεται ήδη στον κλάδο της υγειονομικής περίθαλψης και θα συνεχίσει να μεταμορφώνει τη βιομηχανία στο μέλλον. Όπως δήλωσε ο Φάουλερ σε συνέντευξή του στο Μέσα στην Κβαντική Τεχνολογία, «Ο κόσμος έχει αλλάξει ριζικά για όλους μας. Η χρήση κβαντικών υπολογιστών που είναι 100 εκατομμύρια φορές ταχύτεροι από τους ταχύτερους υπερυπολογιστές θα μας επιτρέψει να κάνουμε ό,τι θα χρειαζόταν 10,000 χρόνια σε 200 δευτερόλεπτα. Φανταστείτε τη δυνατότητα για ανακάλυψη φαρμάκων και άλλους τομείς της τεχνολογίας υγείας που επηρεάζουν τη ζωή μας».
Ο Kenna Hughes-Castleberry είναι συγγραφέας προσωπικού στο Inside Quantum Technology και Επιστήμονας Επικοινωνίας στο JILA (μια συνεργασία μεταξύ του Πανεπιστημίου του Κολοράντο Boulder και του NIST). Τα συγγραφικά της beats περιλαμβάνουν τη βαθιά τεχνολογία, το μετασύμπαν και την κβαντική τεχνολογία.
