By Kenna Hughes-Castleberry postat pe 11 noiembrie 2022
Asistența medicală este probabil una dintre cele mai profitabile industrii la nivel global, deoarece este nevoie de mai mult de 10% din PIB-ul majorității țările dezvoltate. De la dezvoltarea de noi medicamente până la alocarea îngrijirii pacienților, există multe domenii diferite în industria sănătății care pot beneficia în mod semnificativ de calculul cuantic. Cu cantități mari de date despre pacienți și preocupări cu privire la securitate și confidențialitatea pacientului, cazurile de utilizare a asistenței medicale pot fi deja procesate cu evoluțiile actuale în computerele cuantice. „Recoacerea cuantică este rezolvarea problemelor care sunt probleme de optimizare, lucruri de genul lanțului de aprovizionare optimizare, găsirea de medicamente mai bune și, bineînțeles, gândirea la modul de a intra în studii clinice mai bune”, a explicat CEO și fondator al Polarisqb, Shahar Keinan. Polaris este una dintre companiile de top care utilizează calculul cuantic pentru optimizare proiectarea medicamentelor, doar unul dintre numeroasele subsectoare prezentate în industria sănătății.
Asistență medicală și medicamente
Medicamentele și designul medicamentelor sunt doar doi factori din industria sănătății care ajută la bunăstarea pacientului. „Abia acum începem să evaluăm acest lucru”, a adăugat Keinan. „Pentru că dacă poți proiecta medicamente care vor fi mai bune, acestea sunt mai eficiente, cu mai puține efecte secundare, nu? Medicamente mai sigure înseamnă că restul procesului de dezvoltare a medicamentelor va fi mai rapid și mai ieftin. Și asta înseamnă că costul medicamentelor va scădea, ceea ce înseamnă că puteți dezvolta medicamente pentru populații mai mici de pacienți.” Cu tehnologia cuantică fiind folosită în ambele simulări chimice și optimizări pentru dezvoltarea medicamentelor, acest lucru poate reduce semnificativ costurile de producție pentru aceste medicamente. După cum a afirmat Keinan, acest lucru eliberează companiile de medicamente să urmărească tratamente pentru afecțiuni mai specifice. În timp ce companiile de medicamente actuale vizează în principal populații mai mari bolnave, deoarece există un profit mai mare, calculul cuantic poate reduce constrângerea și permite noi cercetări de medicamente în alte boli.
Un mod specific prin care computerul cuantic poate ajuta la proiectarea medicamentelor este studierea plierii proteinelor. Nu numai că simularea și analiza procesului de pliere ar ajuta descoperirea drogului, dar are și implicații mai largi pentru alte subindustrii, cum ar fi nutriția, oncologia și altele. Potrivit unui articol recent de Booz-Allen: „Folosind un algoritm cuantic numit solutor cuantic cuantic variațional, este posibil să se producă o reprezentare statistică a posibilelor pliuri dintr-un lanț de aminoacizi, rezultatul fiind o predicție pentru configurația proteinei pe care am observa-o în natură.” Polaris duce acest proces cu un pas mai departe, analizând potențiala toxicitate a moleculelor pe măsură ce trec prin bariera hemato-encefalică a creierului. „Găsim molecule care se leagă de proteina care trece în creier și sunt mai puțin toxice, într-o singură optimizare, nu în trei pași diferiți”, a spus Keinan. „Așa facem cronologia mai scurtă.”
Cuantică și Diagnostic
Dincolo de descoperirea medicamentelor, calculul cuantic poate ajuta în mod semnificativ diagnosticul bolii. Deja spitalele și clinicile folosesc AI și masina de învățare pentru a ajuta la detectarea posibilelor boli sau tumori în rezultatele testelor și imaginile pacientului. „Așadar, tot ceea ce se ocupă de învățarea automată are potențialul de a fi accelerat cu ajutorul cuantic, mai ales când este vorba de cantități mari de date”, a explicat. Amir Naveh, Co-fondator și Chief Product Officer (CPO) al Tehnologii Classiq, o companie de calcul cuantică lider pe piață. Cu AI făcând pași semnificativi în accelerarea detectării bolilor, se pare că calculul cuantic, combinat cu AI, va crea schimbări semnificative în industria sănătății. antreprenor AI Gary Fowler a elaborat aceste previziuni într-un 2021 Forbes articol, scriind „Calculul cuantic va fi un alt instrument util pentru a găsi răspunsuri la boli precum Parkinson, cancer și alte afecțiuni care iau atât de multe vieți în fiecare zi”. După cum avertizează experții despre amenințările tot mai mari ale bolilor nediagnosticate, cum ar fi cancer colorectal în generațiile mai tinere, calculul cuantic poate crea un sistem de avertizare mai devreme, făcând screeningul timpuriu mai ușor și mai accesibil pentru un public mai larg.
Calcularea cuantică și îngrijirea pacienților în unitățile de asistență medicală
Cu viruși precum COVID-19 copleșind sistemele spitalicești, mulți experți caută calcularea cuantică pentru a face față blocaje a mai multi pacienti decat medici sau paturi de spital. Momentul pentru a remedia aceste blocaje este mai evident ca oricând, deoarece Organizația Mondială a Sănătății (OMS) prezice că până 2030, Vor exista un deficit de aproape 10 milioane de furnizori de servicii de sănătate, inclusiv medici și asistente. Acest blocaj s-ar putea agrava doar dacă o altă pandemie globală se lovește, creând o nevoie presantă de a utiliza tehnologia cuantică pentru a ajuta la rezolvarea acestor probleme. Deoarece multe dintre aceste blocaje pot fi rezolvate folosind algoritmi de optimizare, calculul cuantic poate ajuta la crearea unor procese de îngrijire mai eficiente, precum și la o mai bună alocare a resurselor, cum ar fi medicamentele sau paturile de spital. „Quantum poate ajuta întreg acest domeniu”, a adăugat Naveh. „Îngrijirea efectivă pentru pacienți, care este totul, de la posibilitatea de a oferi suport optim pacienților până la a se asigura că există detectarea fraudelor în aceste unități.” Cu dosarele medicale care conțin informații sensibile ale pacientului, calculul cuantic poate oferi un nivel suplimentar de securitate prin intermediul criptare proceselor. Pe măsură ce calculul cuantic este salutat ca o amenințare la nivelurile actuale de securitate cibernetică, poate ajuta la deschiderea drumului către niveluri mai noi de siguranță digitală, în special pentru dosarele pacienților și alte tipuri de informații sensibile.
Cu numeroasele sale beneficii diferite, nu este de mirare că tehnologia cuantică este deja aplicată în industria sănătății și va continua să transforme industria în viitor. După cum a declarat Fowler într-un interviu cu În interiorul tehnologiei cuantice, „Lumea s-a schimbat fundamental pentru noi toți. Utilizarea computerelor cuantice care sunt de 100 de milioane de ori mai rapide decât cele mai rapide supercomputere ne va permite să facem ceea ce ar dura 10,000 de ani în 200 de secunde. Imaginați-vă posibilitatea de a descoperi medicamente și alte domenii ale tehnologiei sănătății care ne afectează viețile.”
Kenna Hughes-Castleberry este scriitoare la Inside Quantum Technology și Science Communicator la JILA (un parteneriat între Universitatea din Colorado Boulder și NIST). Bataile ei de scris includ tehnologia profundă, metaversul și tehnologia cuantică.
