By Kenna Hughes-Castleberry postitatud 11. novembril 2022
Tervishoid on võib-olla üks ülemaailmselt tulusamaid tööstusharusid, kuna selleks kulub rohkem kui 10% enamiku SKTst arenenud riikides. Alates uute ravimite väljatöötamisest kuni patsiendihoolduse jaotamiseni on tervishoiutööstuses palju erinevaid valdkondi, mis võivad kvantarvutusest märkimisväärselt kasu saada. Kuna patsiendiandmeid on palju ning turvalisuse ja patsiendi privaatsuse pärast on muret, saab tervishoiuteenuste kasutamise juhtumeid kvantarvutite praeguste arengutega juba töödelda. „Kvantlõõmutamine on selliste probleemide lahendamine, mis on optimeerimisprobleemid, nagu näiteks tarneahelas optimeerimine, paremate ravimite leidmine ja loomulikult mõtlemine, kuidas pääseda parematesse kliinilistesse uuringutesse," selgitas ettevõtte tegevjuht ja asutaja. Polarisqb, Shahar Keinan. Polaris on üks juhtivaid ettevõtteid, mis kasutab optimeerimiseks kvantarvutust ravimite disain, mis on vaid üks paljudest tervishoiutööstuse allsektoritest.
Tervishoid ja ravimid
Ravimid ja ravimite väljatöötamine on tervishoiutööstuses vaid kaks tegurit, mis aitavad kaasa patsientide heaolule. "Me alles hakkame seda hindama," lisas Keinan. "Sest kui saate kavandada ravimeid, mis on paremad, on need tõhusamad ja vähemate kõrvalmõjudega, eks? Ohutumad ravimid tähendab, et ülejäänud ravimiarenduse protsess on kiirem ja odavam. Ja see tähendab, et teie ravimite hind langeb, mis tähendab, et saate välja töötada ravimeid väiksemate patsientide jaoks. Kvanttehnoloogiat kasutatakse mõlemas keemilised simulatsioonid ja ravimite väljatöötamise optimeerimine, võib see oluliselt vähendada nende ravimite tootmiskulusid. Nagu Keinan ütles, vabastab see ravimifirmad spetsiifilisemate vaevuste ravimiseks. Kuigi praegused ravimitootjad on suunatud peamiselt suurematele haigestunud populatsioonidele, võib suurema kasumi tõttu kvantarvuti vähendada piiranguid ja võimaldada uute ravimite uurimist teiste haiguste kohta.
Üks konkreetne viis, kuidas kvantarvutus võib ravimite väljatöötamisel aidata, on valkude voltimise uurimine. Aitaks mitte ainult voltimisprotsessi simuleerimine ja analüüsimine ravimite avastamine, kuid sellel on laiem mõju ka teistele alaharudele, nagu toitumine, onkoloogia ja teised. Vastavalt hiljutisele artiklile Booz-Allen: "Variational Quantum Eigen-solveriks kutsutava kvantalgoritmi abil on võimalik koostada aminohappeahela võimalike voltide statistiline esitus, mille tulemuseks on ennustus valgu konfiguratsiooni kohta, mida me looduses jälgiksime." Polaris viib selle protsessi sammu edasi, vaadeldes molekulide võimalikku toksilisust, kui nad läbivad aju hematoentsefaalbarjääri. "Me leiame molekulid, mis seonduvad ajju siseneva valguga ja on vähem toksilised, ühe optimeerimise, mitte kolme erineva etapiga, " ütles Keinan. "Nii muudame ajaskaala lühemaks."
Kvant ja diagnoos
Lisaks ravimite avastamisele võib kvantarvutus märkimisväärselt aidata haiguse diagnoosimine. Juba haiglad ja kliinikud kasutavad tehisintellekti ja masinõpe aidata tuvastada võimalikke haigusi või kasvajaid patsiendi testitulemustes ja piltidel. "Niisiis võib kõike, mis on seotud masinõppega, kiirendada kvantidega, eriti kui tegemist on suure andmemahuga," selgitas Amir Naveh, Ettevõtte kaasasutaja ja tootejuht (CPO). Classiqi tehnoloogiad, turuliider kvantarvutite ettevõte. Kuna tehisintellekt on teinud märkimisväärseid edusamme haiguste tuvastamise kiirendamisel, tundub, et kvantarvuti koos tehisintellektiga loob tervishoiutööstuses olulisi nihkeid. AI ettevõtja Gary Fowler täpsustas neid ennustusi 2021. aastal Forbes artikkel, kirjutades "Kvantarvuti on veel üks kasulik tööriist, et leida vastuseid sellistele haigustele nagu Parkinsoni tõbi, vähk ja muud vaevused, mis võtavad iga päev nii palju inimelusid." Nagu eksperdid hoiatavad diagnoosimata haiguste kasvavate ohtude eest, nagu pärasoolevähki noorematel põlvkondadel võib kvantarvuti luua varasema hoiatussüsteemi, muutes varase sõeluuringu lihtsamaks ja kättesaadavamaks laiemale publikule.
Kvantarvuti ja patsiendihooldus tervishoiuasutustes
Kuna sellised viirused nagu COVID-19 levivad haiglasüsteemidesse, otsivad paljud eksperdid kvantarvutit, et tulla toime kitsaskohti rohkem patsiente kui arstid või haiglavoodid. Aeg nende kitsaskohtade parandamiseks on ilmsem kui kunagi varem, sest Maailma Terviseorganisatsioon (WHO) ennustab, et 2030, Siis on puudujääk peaaegu 10 miljonist tervishoiuteenuse osutajast, sealhulgas arstidest ja õdedest. See kitsaskoht võib ainult süveneda, kui saabub uus ülemaailmne pandeemia, tekitades tungiva vajaduse kasutada nende probleemide lahendamiseks kvanttehnoloogiat. Kuna paljusid neist kitsaskohtadest saab optimeerimisalgoritmide abil lahendada, võib kvantarvutus aidata luua tõhusamaid hooldusprotsesse ning ressursse, nagu ravimid või haiglavoodid, paremini jaotada. "Kvant võib aidata kogu seda domeeni," lisas Naveh. "Patsientide tegelik hooldus, mis hõlmab kõike alates võimalusest pakkuda patsientidele optimaalset tuge, et tagada nendes asutustes pettuste avastamine." Tundlikku patsienditeavet sisaldavate meditsiiniliste andmetega võib kvantarvutus pakkuda täiendavat turvalisust krüpteerimist protsessid. Kuna kvantarvutust peetakse ohuks praegusele küberjulgeoleku tasemele, võib see aidata sillutada teed digitaalse ohutuse uuemale tasemele, eriti patsiendiandmete ja muud tüüpi tundliku teabe jaoks.
Oma paljude erinevate eeliste tõttu pole üllatav, et kvanttehnoloogiat juba rakendatakse tervishoiutööstuses ja see jätkab tööstuse ümberkujundamist ka tulevikus. Nagu Fowler ütles intervjuus Kvanttehnoloogia sees, "Maailm on meie kõigi jaoks põhjalikult muutunud. Kiireimatest superarvutitest 100 miljonit korda kiiremate kvantarvutite kasutamine võimaldab meil 10,000 sekundiga teha seda, mis võtaks 200 XNUMX aastat. Kujutage ette ravimite avastamise võimalust ja muid tervisetehnoloogia valdkondi, mis mõjutavad meie elu.
Kenna Hughes-Castleberry on Inside Quantum Technology ja JILA teaduskommunikaatori (Colorado Boulderi ülikooli ja NIST-i vaheline partnerlus) kirjanik. Tema kirjutamissageduste hulka kuuluvad süvatehnoloogia, metaversum ja kvanttehnoloogia.
