By Kenna Hughes-Castleberry objavljeno 11. novembra 2022
Zdravstvo je morda ena globalno najbolj donosnih panog, saj zahteva več kot 10% BDP večine razvite države. Od razvoja novih zdravil do dodeljevanja oskrbe pacientov, obstaja veliko različnih področij znotraj zdravstvene industrije, ki lahko znatno pridobijo kvantno računalništvo. Z velikimi količinami podatkov o pacientih ter skrbmi glede varnosti in zasebnosti pacientov je primere uporabe v zdravstvu že mogoče obdelati s trenutnim razvojem kvantnih računalnikov. »Kvantno žarjenje rešuje probleme, ki so problemi optimizacije, podobne stvari dobavne verige optimizacijo, iskanje boljših zdravil in seveda razmišljanje o tem, kako priti do boljših kliničnih preskušanj,« je pojasnil izvršni direktor in ustanovitelj Polarisqb, Shahar Keinan. Polaris je eno vodilnih podjetij, ki za optimizacijo uporablja kvantno računalništvo oblikovanje zdravil, le eden od številnih podsektorjev, ki so predstavljeni v zdravstveni industriji.
Zdravstveno varstvo in zdravila
Zdravila in načrtovanje zdravil sta samo dva dejavnika v zdravstveni industriji, ki pomagata pri dobrem počutju bolnikov. "To pravzaprav šele začenjamo ocenjevati," je dodal Keinan. »Ker če lahko oblikujete zdravila, ki bodo boljša, so bolj učinkovita z manj stranskimi učinki, kajne? Varnejša zdravila pomeni, da bo preostali proces razvoja zdravil hitrejši in cenejši. In to pomeni, da se bodo vaši stroški zdravil znižali, kar pomeni, da lahko razvijete zdravila za manjše populacije bolnikov.« S kvantno tehnologijo, ki se uporablja v obeh kemijske simulacije in optimizacije za razvoj zdravil, lahko to znatno zniža proizvodne stroške za ta zdravila. Kot je dejal Keinan, to farmacevtskim podjetjem omogoča, da iščejo zdravila za bolj specifične bolezni. Medtem ko sedanja farmacevtska podjetja ciljajo predvsem na večje bolne populacije, saj je dobiček višji, lahko kvantno računalništvo zmanjša omejitev in omogoči nove raziskave zdravil za druge bolezni.
Eden od posebnih načinov, kako lahko kvantno računalništvo pomaga pri načrtovanju zdravil, je preučevanje zvijanja beljakovin. Ne samo, da bi simulacija in analiza procesa zlaganja pomagala odkrivanje zdravil, vendar ima tudi širše posledice za druge podindustrije, kot so prehrana, onkologija in druge. Glede na nedavni članek avtorja Booz-Allen: "Z uporabo kvantnega algoritma, imenovanega variacijski kvantni lastni reševalec, je mogoče izdelati statistično predstavitev možnih gub v aminokislinski verigi, rezultat pa je napoved za konfiguracijo beljakovin, ki bi jo opazili v naravi." Polaris naredi ta proces še korak dlje z opazovanjem potencialne toksičnosti molekul, ko te prehajajo skozi možgansko krvno-možgansko pregrado. "Najdemo molekule, ki se vežejo na beljakovine, ki prehajajo v možgane, in so manj strupene, v eni sami optimizaciji, ne v treh različnih korakih," je izjavil Keinan. "Tako skrajšamo časovnico."
Kvant in diagnoza
Poleg odkrivanja zdravil lahko kvantno računalništvo bistveno pomaga diagnoza bolezni. Bolnišnice in klinike že uporabljajo AI in strojno učenje za pomoč pri odkrivanju morebitnih bolezni ali tumorjev v rezultatih testov in slikah bolnikov. "Torej, vse, kar se ukvarja s strojnim učenjem, ima potencial, da se kvantno pospeši, zlasti ko gre za velike količine podatkov," je pojasnil Amir Naveh, Soustanovitelj in glavni produktni direktor (CPO). Classiq Technologies, vodilno podjetje za kvantno računalništvo na trgu. Ker umetna inteligenca močno napreduje pri pospeševanju odkrivanja bolezni, se zdi, da bo kvantno računalništvo v kombinaciji z umetno inteligenco ustvarilo pomembne premike v zdravstveni industriji. AI podjetnik Gary Fowler leta 2021 razložil te napovedi Forbes članek, ki piše: "Kvantno računalništvo bo še eno koristno orodje za iskanje odgovorov na bolezni, kot so Parkinsonova bolezen, rak in druge bolezni, ki vsak dan vzamejo toliko življenj." Strokovnjaki opozarjajo na vse večjo nevarnost neodkritih bolezni, kot je kolorektalnega raka pri mlajših generacijah lahko kvantno računalništvo ustvari zgodnejši opozorilni sistem, zaradi česar je zgodnji pregled lažji in dostopnejši širšemu občinstvu.
Kvantno računalništvo in oskrba pacientov v zdravstvenih ustanovah
Ker virusi, kot je COVID-19, preplavljajo bolnišnične sisteme, mnogi strokovnjaki iščejo kvantno računalništvo za spopadanje z ozka grla več bolnikov kot zdravnikov ali bolniških postelj. Čas za odpravo teh ozkih grl je očitnejši kot kdaj koli prej, saj Svetovna zdravstvena organizacija (WHO) napoveduje, da bo do 2030, Bo primanjkljaj skoraj 10 milijonov zdravstvenih delavcev, vključno z zdravniki in medicinskimi sestrami. To ozko grlo se lahko le še poslabša, če pride do nove globalne pandemije, kar bo povzročilo nujno potrebo po uporabi kvantne tehnologije za pomoč pri reševanju teh težav. Ker je veliko teh ozkih grl mogoče rešiti z optimizacijskimi algoritmi, lahko kvantno računalništvo pomaga ustvariti učinkovitejše postopke oskrbe, pa tudi boljšo razporeditev virov, kot so zdravila ali bolnišnične postelje. "Quantum lahko pomaga tej celotni domeni," je dodal Naveh. "Dejanska skrb za paciente, ki je vse od zmožnosti zagotavljanja optimalne podpore pacientom do zmožnosti zagotavljanja odkrivanja goljufij v teh ustanovah." Z zdravstvenimi kartotekami, ki vsebujejo občutljive podatke o bolnikih, lahko kvantno računalništvo zagotovi dodatno raven varnosti prek šifriranje procesov. Ker se kvantno računalništvo pozdravlja kot grožnja sedanji ravni kibernetske varnosti, lahko pomaga utreti pot novejšim ravnem digitalne varnosti, zlasti za kartoteke bolnikov in druge vrste občutljivih informacij.
S svojimi številnimi različnimi koristmi ni presenetljivo, da se kvantna tehnologija že uporablja v zdravstveni industriji in bo v prihodnosti še naprej spreminjala industrijo. Kot je Fowler izjavil v intervjuju za Znotraj kvantne tehnologije, »Svet se je za vse nas temeljito spremenil. Uporaba kvantnih računalnikov, ki so 100-milijonkrat hitrejši od najhitrejših superračunalnikov, nam bo omogočila, da v 10,000 sekundah naredimo tisto, kar bi trajalo 200 let. Predstavljajte si možnost odkrivanja zdravil in drugih področij zdravstvene tehnologije, ki vplivajo na naša življenja.«
Kenna Hughes-Castleberry je zaposlena pisateljica pri Inside Quantum Technology in znanstveni komunikator pri JILA (partnerstvo med Univerzo Colorado Boulder in NIST). Njeni utripi pisanja vključujejo globoko tehnologijo, metaverzum in kvantno tehnologijo.
