Inside Quantum Technology Inside Scoop: Quantum and the Health Industry

مراقبت های بهداشتی شاید یکی از پردرآمدترین صنایع در سطح جهانی باشد، زیرا بیش از آن نیاز دارد ٪۱۰۰ از تولید ناخالص داخلی اکثر کشورهای توسعه یافته. از توسعه داروهای جدید تا تخصیص مراقبت از بیمار، حوزه‌های مختلفی در صنعت مراقبت‌های بهداشتی وجود دارد که می‌توانند به طور قابل توجهی از محاسبات کوانتومی بهره ببرند. با حجم زیادی از داده های بیمار و نگرانی در مورد امنیت و حریم خصوصی بیمار، موارد استفاده از مراقبت های بهداشتی را می توان با پیشرفت های فعلی در رایانه های کوانتومی پردازش کرد. آنیل کوانتومی حل مسائلی است که مسائل بهینه‌سازی هستند، مواردی مانند زنجیره تامین بهینه‌سازی، یافتن داروهای بهتر و البته فکر کردن به نحوه ورود به آزمایش‌های بالینی بهتر، مدیر عامل و موسس Polarisqb, شهر کینان. Polaris یکی از شرکت های پیشرو است که از محاسبات کوانتومی برای بهینه سازی استفاده می کند طراحی دارو، تنها یکی از زیربخش های متعددی است که در صنعت مراقبت های بهداشتی مشخص شده است.

بهداشت و درمان و دارو

داروها و طراحی دارو تنها دو عامل در صنعت مراقبت های بهداشتی هستند که به رفاه بیمار کمک می کنند. کینان افزود: «ما واقعاً اکنون شروع به ارزیابی این موضوع کرده‌ایم. زیرا اگر بتوانید داروهایی طراحی کنید که بهتر باشند، با عوارض جانبی کمتر کارآمدتر هستند، درست است؟ داروهای ایمن تر به این معنی که بقیه مراحل تولید دارو سریعتر و ارزان تر خواهد بود. و این بدان معناست که هزینه داروی شما کاهش خواهد یافت، به این معنی که می‌توانید برای جمعیت‌های کوچک‌تر بیماران دارو تولید کنید.» با استفاده از فناوری کوانتومی در هر دو شبیه سازی های شیمیایی و بهینه سازی برای توسعه دارو، این امر می تواند هزینه های تولید این داروها را به میزان قابل توجهی کاهش دهد. همانطور که کینان بیان کرد، این امر شرکت های دارویی را آزاد می کند تا به دنبال درمان بیماری های خاص تر باشند. در حالی که شرکت‌های دارویی فعلی عمدتاً جمعیت‌های بیمار بزرگ‌تری را هدف قرار می‌دهند، زیرا سود بیشتری وجود دارد، محاسبات کوانتومی می‌تواند محدودیت‌ها را کاهش دهد و امکان تحقیقات دارویی جدید در مورد بیماری‌های دیگر را فراهم کند.

یکی از راه‌های خاصی که محاسبات کوانتومی می‌تواند به طراحی دارو کمک کند، مطالعه تا کردن پروتئین است. نه تنها شبیه سازی و تجزیه و تحلیل فرآیند تاشو کمک می کند کشف دارو، اما همچنین پیامدهای گسترده تری برای سایر صنایع فرعی مانند تغذیه، انکولوژی و دیگران دارد. بر اساس مقاله اخیر توسط بوز آلنبا استفاده از یک الگوریتم کوانتومی به نام حل‌کننده ویژه کوانتومی متغیر، می‌توان یک نمایش آماری از چین‌خوردگی‌های احتمالی در زنجیره آمینو اسید تولید کرد که نتیجه آن پیش‌بینی پیکربندی پروتئینی است که در طبیعت مشاهده می‌کنیم. Polaris با بررسی سمیت بالقوه مولکول ها هنگام عبور از سد خونی مغزی، این فرآیند را یک قدم جلوتر می برد. کینان گفت: «ما در حال یافتن مولکول‌هایی هستیم که به پروتئینی که به مغز منتقل می‌شود و کمتر سمی هستند، در یک بهینه‌سازی واحد، نه در سه مرحله مختلف، می‌یابیم. "به این ترتیب ما خط زمانی را کوتاهتر می کنیم."

کوانتوم و تشخیص

فراتر از کشف دارو، محاسبات کوانتومی نیز می تواند کمک قابل توجهی به این امر کند تشخیص بیماری. در حال حاضر بیمارستان ها و کلینیک ها از هوش مصنوعی و فراگیری ماشین برای کمک به تشخیص بیماری ها یا تومورهای احتمالی در نتایج آزمایش و تصاویر بیمار. "بنابراین، هر چیزی که با یادگیری ماشین سروکار دارد، پتانسیل افزایش سرعت کوانتومی را دارد، به خصوص زمانی که حجم زیادی از داده باشد." امیر ناوه بنیانگذار و مدیر ارشد محصول (CPO) از Classiq Technologies، یک شرکت محاسبات کوانتومی پیشرو در بازار. با پیشرفت چشمگیر هوش مصنوعی در تسریع تشخیص بیماری، به نظر می رسد محاسبات کوانتومی، همراه با هوش مصنوعی، تغییرات قابل توجهی در صنعت مراقبت های بهداشتی ایجاد کند. کارآفرین هوش مصنوعی گری فاولر این پیش‌بینی‌ها را در سال 2021 توضیح داد فوربس مقاله، نوشت: «محاسبات کوانتومی ابزار مفید دیگری برای یافتن پاسخ برای بیماری هایی مانند پارکینسون، سرطان و سایر بیماری هایی است که هر روز جان افراد زیادی را می گیرند.» همانطور که کارشناسان در مورد افزایش تهدیدات بیماری های تشخیص داده نشده مانند سرطان روده بزرگ در نسل‌های جوان‌تر، محاسبات کوانتومی می‌تواند یک سیستم هشدار زودهنگام ایجاد کند و غربالگری اولیه را برای مخاطبان وسیع‌تری آسان‌تر و در دسترس‌تر کند.

محاسبات کوانتومی و مراقبت از بیمار در مراکز درمانی

با وجود ویروس‌هایی مانند COVID-19 که سیستم‌های بیمارستانی را فراگرفته است، بسیاری از کارشناسان به دنبال محاسبات کوانتومی برای مقابله با تنگناها تعداد بیماران بیشتر از پزشکان یا تخت های بیمارستانی است. زمان رفع این تنگناها بیش از هر زمان دیگری آشکار است، زیرا سازمان بهداشت جهانی (WHO) پیش بینی کرده است که 2030، وجود خواهد داشت یک کسری تقریباً 10 میلیون ارائه دهنده بهداشت، از جمله پزشکان و پرستاران. این گلوگاه ممکن است در صورتی بدتر شود که یک بیماری همه گیر جهانی دیگر اتفاق بیفتد و نیاز مبرم به استفاده از فناوری کوانتومی برای کمک به حل این مسائل ایجاد کند. از آنجایی که بسیاری از این تنگناها را می توان با استفاده از الگوریتم های بهینه سازی حل کرد، محاسبات کوانتومی می تواند به ایجاد فرآیندهای مراقبتی کارآمدتر و همچنین تخصیص بهتر منابع مانند دارو یا تخت بیمارستان کمک کند. ناوه افزود: کوانتوم می تواند به کل این حوزه کمک کند. "مراقبت واقعی از بیماران، که همه چیز از حمایت بهینه از بیماران برای اطمینان از کشف تقلب در این مراکز است." با سوابق پزشکی حاوی اطلاعات حساس بیمار، محاسبات کوانتومی می‌تواند سطح بیشتری از امنیت را از طریق فراهم کند رمزگذاری فرآیندها از آنجایی که محاسبات کوانتومی به عنوان تهدیدی برای سطوح فعلی امنیت سایبری مورد استقبال قرار می‌گیرد، می‌تواند راه را برای سطوح جدیدتر ایمنی دیجیتال، به‌ویژه برای سوابق بیماران و دیگر انواع اطلاعات حساس هموار کند.

با مزایای بسیار متفاوتی که دارد، جای تعجب نیست که فناوری کوانتومی در حال حاضر در صنعت مراقبت های بهداشتی به کار گرفته شده است و در آینده نیز این صنعت را متحول خواهد کرد. همانطور که فاولر در مصاحبه ای با درون فناوری کوانتومی, «جهان اساساً برای همه ما تغییر کرده است. استفاده از رایانه‌های کوانتومی که 100 میلیون برابر سریع‌تر از سریع‌ترین ابررایانه‌ها هستند، به ما امکان می‌دهد کاری را که 10,000 سال طول می‌کشد در 200 ثانیه انجام دهیم. امکان کشف دارو و سایر حوزه‌های فناوری سلامت را تصور کنید که بر زندگی ما تأثیر می‌گذارد.»

کنا هیوز-کستلبری نویسنده کارکنان Inside Quantum Technology و ارتباط دهنده علوم در JILA (شرکتی بین دانشگاه کلرادو بولدر و NIST) است. ضربات نویسندگی او شامل فناوری عمیق، متاورس و فناوری کوانتومی است.