By Kenna Hughes-Castleberry lagt ut 11. november 2022
Helsevesenet er kanskje en av de mest globalt lukrative næringene, siden det krever mer enn 10% av BNP til de fleste utviklede land. Fra utvikling av nye medikamenter til tildeling av pasientbehandling, er det mange forskjellige områder innen helsesektoren som kan dra betydelig nytte av kvantedatabehandling. Med store mengder pasientdata og bekymringer om sikkerhet og pasientens personvern, kan helsetjenester allerede behandles med den nåværende utviklingen innen kvantedatamaskiner. "Kvanteglødning er å løse problemer som er optimaliseringsproblemer, ting som forsyningskjeden optimalisering, finne bedre medikamenter, og selvfølgelig tenke på hvordan man kan komme inn i bedre kliniske studier,” forklarte administrerende direktør og grunnlegger av Polarisqb, Shahar Keinan. Polaris er et av de ledende selskapene som bruker kvantedatabehandling for å optimalisere legemiddeldesign, bare en av de mange undersektorene som er omtalt i helsesektoren.
Helsetjenester og rusmidler
Legemidler og legemiddeldesign er bare to faktorer innen helsesektoren som bidrar til pasientens velvære. "Vi begynner egentlig først nå å evaluere dette," la Keinan til. "For hvis du kan designe medisiner som skal bli bedre, er de mer effektive med færre bivirkninger, ikke sant? Tryggere medikamenter betyr at resten av legemiddelutviklingsprosessen kommer til å bli raskere og billigere. Og det betyr at medisinkostnadene dine kommer til å gå ned, noe som betyr at du kan utvikle medisiner for mindre pasientpopulasjoner." Med kvanteteknologi som brukes i begge kjemiske simuleringer og optimaliseringer for legemiddelutvikling, kan dette redusere produksjonskostnadene for disse legemidlene betydelig. Som Keinan sa, frigjør dette legemiddelfirmaer til å søke kurer for mer spesifikke plager. Mens nåværende legemiddelfirmaer hovedsakelig retter seg mot større syke populasjoner, ettersom det er en høyere fortjeneste, kan kvanteberegning redusere begrensningen og gi rom for ny medikamentforskning på andre sykdommer.
En spesifikk måte som kvanteberegning kan hjelpe til med legemiddeldesign er ved å studere proteinfolding. Ikke bare vil simulering og analyse av foldeprosessen hjelpe oppdagelse av narkotika, men det har også bredere implikasjoner for andre underindustrier som ernæring, onkologi og andre. I følge en fersk artikkel av Booz-Allen: "Ved å bruke en kvantealgoritme kalt en Variational Quantum Eigen-solver, er det mulig å produsere en statistisk representasjon av mulige folder i en aminosyrekjede, med resultatet som en prediksjon for proteinkonfigurasjonen vi vil observere i naturen." Polaris tar denne prosessen ett skritt videre ved å se på den potensielle toksisiteten til molekylene når de passerer gjennom hjernens blod-hjerne-barriere. "Vi finner molekyler som binder seg til proteinet som går inn i hjernen og er mindre giftige, i en enkelt optimalisering, ikke i tre forskjellige trinn," sa Keinan. "Det er slik vi gjør tidslinjen kortere."
Kvante og diagnose
Utover medikamentoppdagelse, kan kvantedatabehandling også hjelpe betydelig med sykdomsdiagnose. Allerede sykehus og klinikker bruker AI og maskinlæring for å hjelpe til med å oppdage mulige sykdommer eller svulster i pasienttestresultater og bilder. "Så alt som omhandler maskinlæring har potensialet til å bli fremskyndet med kvante, spesielt når det er store mengder data," forklarte Amir Naveh, Medgründer og Chief Product Officer (CPO) av Classiq-teknologier, et markedsledende kvantedatabedrift. Med AI som gjør betydelige fremskritt i å akselerere sykdomsdeteksjon, ser det ut til at kvantedatabehandling, kombinert med AI, vil skape betydelige endringer i helsesektoren. AI-gründer Gary Fowler utdypet disse spådommene i en 2021 Forbes Artikkel, skriver "Kvantedatabehandling vil være et annet nyttig verktøy for å finne svar på sykdommer som Parkinsons, kreft og andre plager som tar så mange liv hver dag." Som eksperter advarer om de økende truslene fra udiagnostiserte sykdommer som tykktarmskreft i yngre generasjoner kan kvanteberegning skape et tidligere varslingssystem, noe som gjør tidlig screening enklere og mer tilgjengelig for et bredere publikum.
Kvantedatabehandling og pasientbehandling i helseinstitusjoner
Med virus som COVID-19 overveldende sykehussystemer, ser mange eksperter etter kvantedatabehandling for å håndtere flaskehalser av flere pasienter enn leger eller sykehussenger. Tiden for å fikse disse flaskehalsene er tydeligere enn noen gang, ettersom Verdens helseorganisasjon (WHO) spår at 2030, Vil det være et underskudd av nesten 10 millioner helseleverandører, inkludert leger og sykepleiere. Denne flaskehalsen kan bare bli verre hvis en ny global pandemi rammer, og skaper et presserende behov for å bruke kvanteteknologi for å løse disse problemene. Fordi mange av disse flaskehalsene kan løses ved hjelp av optimaliseringsalgoritmer, kan kvanteberegning bidra til å skape mer effektive omsorgsprosesser, samt bedre allokering av ressurser som medisin eller sykehussenger. "Quantum kan hjelpe hele dette domenet," la Naveh til. "Den faktiske omsorgen for pasienter, som er alt fra å kunne gi optimal støtte til pasienter til å kunne sørge for at det er svindeloppdagelse i disse fasilitetene." Med journaler som inneholder sensitiv pasientinformasjon, kan kvantedatabehandling gi et ekstra sikkerhetsnivå via kryptering prosesser. Ettersom kvantedatabehandling blir hyllet som en trussel mot dagens nivåer av cybersikkerhet, kan det bidra til å bane vei for nyere nivåer av digital sikkerhet, spesielt for pasientjournaler og andre typer sensitiv informasjon.
Med sine mange forskjellige fordeler er det ingen overraskelse at kvanteteknologi allerede brukes i helsesektoren og vil fortsette å transformere industrien i fremtiden. Som Fowler uttalte i et intervju med Inne i kvanteteknologi, «Verden har endret seg fundamentalt for oss alle. Bruken av kvantedatamaskiner som er 100 millioner ganger raskere enn de raskeste superdatamaskinene vil tillate oss å gjøre det som ville tatt 10,000 200 år på XNUMX sekunder. Se for deg muligheten for medisinoppdagelse og andre områder innen helseteknologi som påvirker livene våre.»
Kenna Hughes-Castleberry er stabsskribent ved Inside Quantum Technology og Science Communicator ved JILA (et partnerskap mellom University of Colorado Boulder og NIST). Skriverytmene hennes inkluderer dypteknologi, metaverset og kvanteteknologi.
