By Кенна Хьюз-Кастлберри опубликовано 11 ноя 2022
Здравоохранение, пожалуй, одна из самых прибыльных отраслей в мире, так как она требует более 10% ВВП большинства развитые страны. От разработки новых лекарств до распределения услуг по уходу за пациентами — в отрасли здравоохранения существует множество различных областей, которые могут значительно выиграть от квантовых вычислений. Учитывая большие объемы данных пациентов и опасения по поводу безопасности и конфиденциальности пациентов, случаи использования в здравоохранении уже можно обрабатывать с помощью текущих разработок в области квантовых компьютеров. «Квантовый отжиг решает проблемы оптимизации, такие как цепочками поставок оптимизация, поиск лучших лекарств и, конечно же, размышления о том, как лучше участвовать в клинических испытаниях», — пояснил генеральный директор и основатель Поларискб, Шахар Кейнан. Polaris — одна из ведущих компаний, использующих квантовые вычисления для оптимизации дизайн препарата, всего лишь один из многих подсекторов, представленных в отрасли здравоохранения.
Здравоохранение и лекарства
Лекарства и дизайн лекарств — это всего лишь два фактора в отрасли здравоохранения, которые помогают улучшить самочувствие пациентов. «На самом деле мы только сейчас начинаем это оценивать», — добавил Кейнан. «Потому что, если вы сможете разработать лекарства, которые будут лучше, они будут более эффективными с меньшим количеством побочных эффектов, верно? Безопасные лекарства означает, что остальная часть процесса разработки лекарств будет быстрее и дешевле. А это значит, что стоимость ваших лекарств снизится, а это значит, что вы сможете разрабатывать лекарства для небольших групп пациентов». Квантовая технология используется как в химические симуляции и оптимизации разработки лекарств, это может значительно снизить затраты на производство этих лекарств. Как заявил Кейнан, это освобождает фармацевтические компании для поиска лекарств от более конкретных заболеваний. В то время как нынешние фармацевтические компании в основном нацелены на более крупные группы больных, поскольку это дает более высокую прибыль, квантовые вычисления могут уменьшить ограничения и позволить проводить новые исследования лекарств от других болезней.
Одним из конкретных способов, которым квантовые вычисления могут помочь в разработке лекарств, является изучение фолдинга белков. Мало того, что симуляция и анализ процесса складывания помогут открытие наркотиков, но это также имеет более широкое значение для других подотраслей, таких как питание, онкология и другие. Согласно недавней статье Буз-Аллен: «Используя квантовый алгоритм, называемый вариационным квантовым решателем собственных уравнений, можно получить статистическое представление возможных складок в цепи аминокислот, в результате чего будет предсказана конфигурация белка, которую мы наблюдаем в природе». Polaris делает еще один шаг вперед в этом процессе, рассматривая потенциальную токсичность молекул, когда они проходят через гематоэнцефалический барьер. «Мы находим молекулы, которые связываются с белком, поступающим в мозг, и являются менее токсичными за одну оптимизацию, а не за три разных этапа», — заявил Кейнан. «Вот как мы сокращаем временную шкалу».
Квант и диагностика
Помимо открытия лекарств, квантовые вычисления также могут значительно помочь в диагностика болезни. Больницы и клиники уже используют ИИ и обучение с помощью машины чтобы помочь обнаружить возможные заболевания или опухоли в результатах анализов и изображениях пациентов. «Итак, все, что связано с машинным обучением, может быть ускорено с помощью квантов, особенно когда речь идет о больших объемах данных», — пояснил он. Амир Навех, Соучредитель и директор по продукту (CPO) Классик Технологии, ведущая компания на рынке квантовых вычислений. Учитывая, что ИИ добился значительных успехов в ускорении выявления заболеваний, кажется, что квантовые вычисления в сочетании с ИИ приведут к значительным сдвигам в отрасли здравоохранения. ИИ-предприниматель Гэри Фаулер подробно изложил эти прогнозы в 2021 г. Forbes гайд, написав: «Квантовые вычисления станут еще одним полезным инструментом для поиска ответов на такие болезни, как болезнь Паркинсона, рак и другие недуги, которые каждый день уносят так много жизней». Как предупреждают эксперты о растущей угрозе невыявленных заболеваний, таких как колоректальный рак в более молодом поколении квантовые вычисления могут создать систему раннего предупреждения, упрощая ранний скрининг и делая его более доступным для более широкой аудитории.
Квантовые вычисления и уход за пациентами в медицинских учреждениях
Поскольку такие вирусы, как COVID-19, подавляют больничные системы, многие эксперты обращаются к квантовым вычислениям, чтобы справиться с узкие пациентов больше, чем врачей или больничных коек. Пришло время устранить эти узкие места как никогда очевидно, поскольку Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) прогнозирует, что к 2030, Будет дефицит почти 10 миллионов поставщиков медицинских услуг, включая врачей и медсестер. Это узкое место может только усугубиться, если разразится еще одна глобальная пандемия, что создаст острую необходимость использования квантовых технологий для решения этих проблем. Поскольку многие из этих узких мест можно решить с помощью алгоритмов оптимизации, квантовые вычисления могут помочь создать более эффективные процессы ухода, а также лучше распределять ресурсы, такие как лекарства или больничные койки. «Quantum может помочь во всей этой области», — добавил Навех. «Фактическая забота о пациентах, которая включает в себя все, от возможности оказать оптимальную поддержку пациентам до возможности убедиться в обнаружении мошенничества в этих учреждениях». С медицинскими записями, содержащими конфиденциальную информацию о пациентах, квантовые вычисления могут обеспечить дополнительный уровень безопасности за счет шифрование процессы. Поскольку квантовые вычисления преподносятся как угроза нынешнему уровню кибербезопасности, они могут помочь проложить путь к новым уровням цифровой безопасности, особенно для медицинских карт и других типов конфиденциальной информации.
Неудивительно, что благодаря множеству различных преимуществ квантовые технологии уже применяются в сфере здравоохранения и будут продолжать преобразовывать отрасль в будущем. Как заявил Фаулер в интервью Внутри квантовой технологии, «Мир коренным образом изменился для всех нас. Использование квантовых компьютеров, которые в 100 миллионов раз быстрее самых быстрых суперкомпьютеров, позволит нам делать то, на что ушло бы 10,000 200 лет, за XNUMX секунд. Представьте себе возможность открытия лекарств и других областей медицинских технологий, которые влияют на нашу жизнь».
Кенна Хьюз-Кастлберри — штатный писатель Inside Quantum Technology и научный коммуникатор JILA (партнерство между Колорадским университетом в Боулдере и NIST). Ее писательские приемы включают в себя глубокие технологии, метавселенную и квантовые технологии.
