By קנה יוז-קסטלברי פורסם ב-11 בנובמבר 2022
שירותי בריאות הם אולי אחת התעשיות הרווחיות ביותר בעולם, מכיוון שצריך יותר מזה 10% מהתמ"ג של רובם מדינות מפותחות. מפיתוח תרופות חדשות ועד להקצאת טיפול בחולים, ישנם תחומים רבים ושונים בתעשיית הבריאות שיכולים להפיק תועלת משמעותית ממחשוב קוונטי. עם כמויות גדולות של נתוני מטופלים וחששות לגבי אבטחה ופרטיות המטופל, כבר ניתן לעבד מקרי שימוש בתחום הבריאות עם ההתפתחויות הנוכחיות במחשבים קוונטיים. "חישול קוונטי הוא פתרון בעיות שהן בעיות אופטימיזציה, דברים כמו שרשרת אספקה אופטימיזציה, מציאת תרופות טובות יותר, וכמובן, חשיבה על איך להיכנס לניסויים קליניים טובים יותר", הסביר מנכ"ל ומייסד של Polarisqb, שחר קינן. Polaris היא אחת החברות המובילות המשתמשות במחשוב קוונטי כדי לבצע אופטימיזציה עיצוב תרופות, רק אחד מתתי-המגזרים הרבים המופיעים בתעשיית הבריאות.
שירותי בריאות ותרופות
תרופות ועיצוב תרופות הם רק שני גורמים בתעשיית הבריאות המסייעים לרווחת המטופל. "אנחנו באמת רק עכשיו מתחילים להעריך את זה", הוסיף קינן. "כי אם אתה יכול לעצב תרופות שהולכות להיות טובות יותר, הן יעילות יותר עם פחות תופעות לוואי, נכון? סמים בטוחים יותר כלומר, שאר תהליך פיתוח התרופה הולך להיות מהיר וזול יותר. וזה אומר שעלות התרופה שלך הולכת לרדת, מה שאומר שאתה יכול לפתח תרופות לאוכלוסיות חולים קטנות יותר". עם טכנולוגיה קוונטית בשימוש בשניהם הדמיות כימיות ואופטימיזציות לפיתוח תרופות, זה יכול להוריד משמעותית את עלויות הייצור של תרופות אלו. כפי שקבע קינן, זה משחרר חברות תרופות לחפש תרופות למחלות ספציפיות יותר. בעוד שחברות התרופות הנוכחיות מכוונות בעיקר לאוכלוסיות חולות גדולות יותר, מכיוון שיש רווח גבוה יותר, מחשוב קוונטי יכול להפחית את האילוץ ולאפשר מחקר תרופות חדש למחלות אחרות.
אחת הדרכים הספציפיות שבה מחשוב קוונטי יכול לסייע בתכנון תרופות היא על ידי לימוד קיפול חלבון. לא רק הדמייה וניתוח של תהליך הקיפול יעזרו גילוי סמים, אבל יש לזה גם השלכות רחבות יותר על תתי תעשיות אחרות כמו תזונה, אונקולוגיה ואחרות. על פי מאמר אחרון של בוז-אלן: "באמצעות אלגוריתם קוונטי בשם Variational Quantum Eigen-solver, אפשר לייצר ייצוג סטטיסטי של קפלים אפשריים בשרשרת חומצות אמינו, כשהתוצאה היא חיזוי לתצורת החלבון שנצפה בטבע." פולריס לוקח את התהליך הזה צעד אחד קדימה על ידי התבוננות ברעילות הפוטנציאלית של המולקולות כשהן עוברות דרך מחסום הדם-מוח של המוח. "אנחנו מוצאים מולקולות שנקשרות לחלבון העובר למוח והן פחות רעילות, באופטימיזציה אחת, לא בשלושה שלבים שונים", קבע קינן. "ככה אנחנו מקצרים את ציר הזמן."
קוונטים ואבחון
מעבר לגילוי תרופות, מחשוב קוונטי יכול גם לעזור באופן משמעותי אבחון מחלה. כבר בתי חולים ומרפאות משתמשים בבינה מלאכותית ו למידת מכונה כדי לסייע באיתור מחלות או גידולים אפשריים בתוצאות בדיקות המטופל ובתמונות. "לכן, לכל מה שעוסק בלמידת מכונה יש פוטנציאל להיות מואץ עם קוונטים, במיוחד כאשר מדובר בכמויות גדולות של נתונים", הסביר אמיר נוה, מייסד שותף ומנהל מוצר ראשי (CPO) של טכנולוגיות Classiq, חברת מחשוב קוונטי מובילה בשוק. כאשר בינה מלאכותית עושה צעדים משמעותיים בהאצת גילוי מחלות, נראה כי מחשוב קוונטי, בשילוב עם בינה מלאכותית, ייצור שינויים משמעותיים בתעשיית הבריאות. יזם בינה מלאכותית גארי פאולר הרחיב על התחזיות הללו בשנת 2021 פורבס מאמר, כותב "מחשוב קוונטי יהיה עוד כלי שימושי למציאת תשובות למחלות כמו פרקינסון, סרטן ומחלות אחרות שגוזלות כל כך הרבה חיים בכל יום." כפי שמזהירים מומחים על האיומים הגוברים של מחלות לא מאובחנות כמו סרטן מעי גס בדורות צעירים יותר, מחשוב קוונטי יכול ליצור מערכת אזהרה מוקדמת יותר, מה שהופך את ההקרנה המוקדמת לקלה יותר ונגישה יותר לקהל רחב יותר.
מחשוב קוונטי וטיפול בחולים במתקני בריאות
עם וירוסים כמו COVID-19 מכריעים את מערכות בתי החולים, מומחים רבים מחפשים מחשוב קוונטי כדי להתמודד עם צווארי בקבוק של יותר חולים מאשר רופאים או מיטות בית חולים. הזמן לתקן את צווארי הבקבוק הללו ברור מאי פעם, שכן ארגון הבריאות העולמי (WHO) צופה כי על ידי 2030, לא יהיה גירעון של כמעט 10 מיליון ספקי בריאות, כולל רופאים ואחיות. צוואר הבקבוק הזה עלול רק להחמיר אם מגיפה עולמית אחרת תפגע, ויוצר צורך דחוף להשתמש בטכנולוגיה קוונטית כדי לעזור לפתור את הבעיות הללו. מכיוון שרבים מצווארי הבקבוק הללו ניתנים לפתרון באמצעות אלגוריתמי אופטימיזציה, מחשוב קוונטי יכול לעזור ליצור תהליכי טיפול יעילים יותר, כמו גם הקצאה טובה יותר של משאבים כמו רפואה או מיטות בית חולים. "קוואנטום יכול לעזור לכל התחום הזה", הוסיף נוה. "הטיפול בפועל בחולים, שהוא הכל מהיכולת לתת תמיכה מיטבית לחולים ועד להיות מסוגל לוודא שיש גילוי הונאה במתקנים האלה." עם רשומות רפואיות המכילות מידע רגיש על המטופל, מחשוב קוונטי יכול לספק רמה נוספת של אבטחה באמצעות הצף תהליכים. מכיוון שמחשוב קוונטי נחשב כאיום לרמות הנוכחיות של אבטחת סייבר, הוא יכול לעזור לסלול את הדרך לרמות חדשות יותר של בטיחות דיגיטלית, במיוחד עבור רישומי חולים וסוגים אחרים של מידע רגיש.
עם היתרונות הרבים השונים שלה, אין זה מפתיע שטכנולוגיה קוונטית כבר מיושמת בתעשיית הבריאות ותמשיך לשנות את התעשייה בעתיד. כפי שהצהיר פאולר בראיון עם בתוך טכנולוגיה קוונטית, "העולם השתנה מהותית עבור כולנו. השימוש במחשבים קוונטיים מהירים פי 100 מיליון ממחשבי העל המהירים ביותר יאפשר לנו לעשות מה שייקח 10,000 שנים ב-200 שניות. תארו לעצמכם את האפשרות לגילוי תרופות ותחומים אחרים של טכנולוגיה בריאותית שמשפיעים על חיינו."
קנה יוז-קסטלברי היא כותבת צוות ב-Inside Quantum Technology ו-Science Communicator ב-JILA (שותפות בין אוניברסיטת קולורדו בולדר ו-NIST). פעימות הכתיבה שלה כוללות Deep Tech, Metaverse וטכנולוגיה קוונטית.
