By Kenna Hughes-Castleberry pubblicato il 11 novembre 2022
L'assistenza sanitaria è forse una delle industrie più redditizie a livello globale, in quanto richiede più di 10% del PIL della maggior parte paesi sviluppati. Dallo sviluppo di nuovi farmaci all'allocazione dell'assistenza ai pazienti, ci sono molte aree diverse all'interno del settore sanitario che possono beneficiare in modo significativo del calcolo quantistico. Con grandi quantità di dati dei pazienti e preoccupazioni sulla sicurezza e sulla privacy dei pazienti, i casi d'uso sanitari possono già essere elaborati con gli attuali sviluppi dei computer quantistici. “La ricottura quantistica risolve problemi che sono problemi di ottimizzazione, cose del genere supply chain ottimizzazione, trovare farmaci migliori e, naturalmente, pensare a come entrare in studi clinici migliori ", ha spiegato il CEO e fondatore di Polaris qb, Shahar Keinan. Polaris è una delle aziende leader che utilizza il calcolo quantistico per ottimizzare progettazione di farmaci, solo uno dei tanti sottosettori presenti nel settore sanitario.
Sanità e farmaci
I farmaci e la progettazione dei farmaci sono solo due fattori all'interno del settore sanitario che aiutano il benessere del paziente. "Stiamo davvero iniziando solo ora a valutarlo", ha aggiunto Keinan. “Perché se riesci a progettare farmaci migliori, sono più efficienti con meno effetti collaterali, giusto? Droghe più sicure significa che il resto del processo di sviluppo del farmaco sarà più veloce ed economico. Ciò significa che il costo dei farmaci diminuirà, il che significa che è possibile sviluppare farmaci per popolazioni di pazienti più piccole". Con la tecnologia quantistica utilizzata in entrambi simulazioni chimiche e ottimizzazioni per lo sviluppo di farmaci, questo può ridurre significativamente i costi di produzione di questi farmaci. Come affermato da Keinan, ciò consente alle aziende farmaceutiche di perseguire cure per disturbi più specifici. Mentre le attuali aziende farmaceutiche si rivolgono principalmente a popolazioni malate più grandi, poiché vi è un profitto maggiore, l'informatica quantistica può ridurre il vincolo e consentire la ricerca di nuovi farmaci su altre malattie.
Un modo specifico in cui il calcolo quantistico può aiutare nella progettazione di farmaci è lo studio del ripiegamento delle proteine. Non solo la simulazione e l'analisi del processo di piegatura aiuterebbero scoperta di nuovi farmaci, ma ha anche implicazioni più ampie per altri sottosettori come la nutrizione, l'oncologia e altri. Secondo un recente articolo di Booz-Allen: "Utilizzando un algoritmo quantistico chiamato Variational Quantum Eigen-solver, è possibile produrre una rappresentazione statistica di possibili pieghe in una catena di amminoacidi, con il risultato di essere una previsione per la configurazione proteica che osserveremmo in natura." Polaris fa un ulteriore passo avanti in questo processo osservando la potenziale tossicità delle molecole mentre attraversano la barriera emato-encefalica del cervello. "Stiamo trovando molecole che si legano alla proteina che passa nel cervello e sono meno tossiche, in un'unica ottimizzazione, non in tre fasi diverse", ha affermato Keinan. "È così che accorciamo la sequenza temporale."
Quantum e diagnosi
Oltre alla scoperta di farmaci, anche il calcolo quantistico può aiutare in modo significativo diagnosi della malattia. Gli ospedali e le cliniche stanno già utilizzando AI e machine learning per aiutare a rilevare possibili malattie o tumori nei risultati dei test dei pazienti e nelle immagini. "Quindi, tutto ciò che riguarda l'apprendimento automatico ha il potenziale per essere accelerato con il quantum, soprattutto quando si tratta di grandi quantità di dati", ha spiegato Amir Naveh, Co-fondatore e Chief Product Officer (CPO) di Tecnologie Classiq, un'azienda di computer quantistico leader di mercato. Con l'intelligenza artificiale che fa passi da gigante nell'accelerare il rilevamento delle malattie, sembra che l'informatica quantistica, combinata con l'intelligenza artificiale, creerà cambiamenti significativi nel settore sanitario. Imprenditore di intelligenza artificiale Gary Fowler elaborato su queste previsioni in un 2021 Forbes articolo, scrivendo "L'informatica quantistica sarà un altro strumento utile per trovare risposte a malattie come il morbo di Parkinson, il cancro e altri disturbi che richiedono così tante vite ogni giorno". Come avvertono gli esperti sulle crescenti minacce di malattie non diagnosticate come cancro colorettale nelle generazioni più giovani, l'informatica quantistica può creare un sistema di allerta precoce, rendendo lo screening precoce più facile e più accessibile a un pubblico più ampio.
Quantum Computing e cura del paziente nelle strutture sanitarie
Con virus come il COVID-19 che travolgono i sistemi ospedalieri, molti esperti si rivolgono al calcolo quantistico per affrontare il problema strozzature di più pazienti rispetto ai medici o ai letti d'ospedale. Il momento di risolvere questi colli di bottiglia è più evidente che mai, come prevede l'Organizzazione mondiale della sanità (OMS). 2030, Ci sarà un deficit di quasi 10 milioni di operatori sanitari, inclusi medici e infermieri. Questo collo di bottiglia potrebbe solo peggiorare se un'altra pandemia globale colpisce, creando un'urgente necessità di utilizzare la tecnologia quantistica per aiutare a risolvere questi problemi. Poiché molti di questi colli di bottiglia possono essere risolti utilizzando algoritmi di ottimizzazione, il calcolo quantistico può aiutare a creare processi di assistenza più efficienti, nonché una migliore allocazione di risorse come medicine o letti d'ospedale. "Quantum può aiutare l'intero dominio", ha aggiunto Naveh. "L'effettiva cura per i pazienti, che è tutto, dall'essere in grado di fornire un supporto ottimale ai pazienti per essere in grado di assicurarsi che ci sia il rilevamento delle frodi in queste strutture". Con le cartelle cliniche contenenti informazioni sensibili sui pazienti, l'informatica quantistica può fornire un ulteriore livello di sicurezza tramite crittografia processi. Poiché l'informatica quantistica viene salutata come una minaccia agli attuali livelli di sicurezza informatica, può aiutare a spianare la strada a nuovi livelli di sicurezza digitale, in particolare per le cartelle cliniche dei pazienti e altri tipi di informazioni sensibili.
Con i suoi numerosi vantaggi diversi, non sorprende che la tecnologia quantistica sia già applicata al settore sanitario e continuerà a trasformare il settore in futuro. Come ha affermato Fowler in un'intervista con Dentro la tecnologia quantistica, “Il mondo è cambiato radicalmente per tutti noi. L'uso di computer quantistici che sono 100 milioni di volte più veloci dei supercomputer più veloci ci consentirà di fare ciò che richiederebbe 10,000 anni in 200 secondi. Immagina la possibilità per la scoperta di farmaci e altre aree della tecnologia sanitaria che hanno un impatto sulle nostre vite.
Kenna Hughes-Castleberry è una scrittrice presso Inside Quantum Technology e Science Communicator presso JILA (una partnership tra l'Università del Colorado Boulder e il NIST). I suoi ritmi di scrittura includono la tecnologia profonda, il metaverso e la tecnologia quantistica.
