By เคนน่า ฮิวจส์-คาสเซิลเบอร์รี่ โพสต์ 11 พ.ย. 2022
การดูแลสุขภาพอาจเป็นหนึ่งในอุตสาหกรรมที่มีกำไรมากที่สุดในโลก เนื่องจากต้องใช้เวลามากกว่านั้น 10% ของจีดีพีส่วนใหญ่ ประเทศที่พัฒนาแล้ว. ตั้งแต่การพัฒนายาใหม่ๆ ไปจนถึงการจัดสรรการดูแลผู้ป่วย มีหลายด้านในอุตสาหกรรมการดูแลสุขภาพที่สามารถได้รับประโยชน์อย่างมากจากการคำนวณด้วยควอนตัม ด้วยข้อมูลผู้ป่วยจำนวนมากและข้อกังวลเกี่ยวกับความปลอดภัยและความเป็นส่วนตัวของผู้ป่วย กรณีการใช้งานด้านการดูแลสุขภาพจึงสามารถประมวลผลได้ด้วยการพัฒนาปัจจุบันในคอมพิวเตอร์ควอนตัม “Quantum annealing กำลังแก้ปัญหาที่เป็นปัญหาการเพิ่มประสิทธิภาพ สิ่งต่างๆ เช่น ห่วงโซ่อุปทาน การเพิ่มประสิทธิภาพ การค้นหายาที่ดีกว่า และแน่นอน การคิดหาวิธีเข้าสู่การทดลองทางคลินิกที่ดีขึ้น” ซีอีโอและผู้ก่อตั้งอธิบาย โพลาริสคิวบ์, ชาฮาร์ ไคแนน. Polaris เป็นหนึ่งในบริษัทชั้นนำที่ใช้คอมพิวเตอร์ควอนตัมเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ การออกแบบยาซึ่งเป็นเพียงหนึ่งในหลายภาคส่วนย่อยที่โดดเด่นในอุตสาหกรรมการดูแลสุขภาพ
การดูแลสุขภาพและยาเสพติด
ยาและการออกแบบยาเป็นเพียงสองปัจจัยในอุตสาหกรรมการดูแลสุขภาพที่ช่วยให้ผู้ป่วยมีความเป็นอยู่ที่ดี “ตอนนี้เราเพิ่งเริ่มประเมินสิ่งนี้จริงๆ” Keinan กล่าวเสริม “เพราะถ้าคุณสามารถออกแบบยาที่ดีกว่าเดิมได้ ก็จะมีประสิทธิภาพมากขึ้นโดยมีผลข้างเคียงน้อยลง จริงไหม? ยาที่ปลอดภัยกว่า หมายความว่ากระบวนการพัฒนายาที่เหลือจะเร็วขึ้นและถูกลง และนั่นหมายความว่าค่ายาของคุณจะลดลง ซึ่งหมายความว่าคุณสามารถพัฒนายาสำหรับประชากรผู้ป่วยที่มีขนาดเล็กลงได้” ด้วยเทคโนโลยีควอนตัมที่ใช้ในทั้งสองอย่าง การจำลองทางเคมี และการเพิ่มประสิทธิภาพสำหรับการพัฒนายา ทำให้ต้นทุนการผลิตยาเหล่านี้ลดลงอย่างมาก ดังที่ Keinan กล่าว สิ่งนี้ทำให้บริษัทยามีอิสระในการรักษาโรคที่เฉพาะเจาะจงมากขึ้น ในขณะที่บริษัทยาในปัจจุบันมุ่งเป้าไปที่กลุ่มประชากรที่ป่วยเป็นส่วนใหญ่ เนื่องจากมีผลกำไรที่สูงกว่า การคำนวณด้วยควอนตัมจึงสามารถลดข้อจำกัดและอนุญาตให้มีการวิจัยยาใหม่เกี่ยวกับความเจ็บป่วยอื่นๆ
วิธีหนึ่งที่คอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถช่วยในการออกแบบยาได้คือการศึกษาการพับของโปรตีน ไม่เพียงช่วยจำลองและวิเคราะห์กระบวนการพับเท่านั้น การค้นพบยา, แต่ยังมีความหมายที่กว้างขึ้นสำหรับอุตสาหกรรมย่อยอื่นๆ เช่น โภชนาการ มะเร็งวิทยา และอื่นๆ อ้างอิงจากบทความล่าสุดโดย บูซ-อัลเลน: "การใช้อัลกอริธึมควอนตัมที่เรียกว่า Variational Quantum Eigen-solver เป็นไปได้ที่จะสร้างการแสดงทางสถิติของการพับที่เป็นไปได้ในสายโซ่กรดอะมิโน โดยผลลัพธ์ที่ได้คือการคาดคะเนสำหรับโครงร่างโปรตีนที่เราจะสังเกตได้ในธรรมชาติ" โพลาริสใช้กระบวนการนี้ไปอีกขั้นหนึ่งโดยพิจารณาจากความเป็นพิษที่อาจเกิดขึ้นของโมเลกุลเมื่อผ่านสิ่งกีดขวางเลือดและสมองของสมอง “เรากำลังค้นหาโมเลกุลที่จับกับโปรตีนที่ผ่านเข้าสู่สมองและมีความเป็นพิษน้อยกว่าในการเพิ่มประสิทธิภาพเพียงครั้งเดียว ไม่ใช่ในสามขั้นตอนที่แตกต่างกัน” Keinan กล่าว “นั่นเป็นวิธีที่เราทำให้ไทม์ไลน์สั้นลง”
ควอนตัมและการวินิจฉัย
นอกเหนือจากการค้นพบยาแล้ว การคำนวณด้วยควอนตัมยังช่วยได้มากอีกด้วย การวินิจฉัยโรค. โรงพยาบาลและคลินิกกำลังใช้ AI และ เรียนรู้เครื่อง เพื่อช่วยตรวจหาโรคหรือเนื้องอกที่เป็นไปได้ในผลการทดสอบและรูปภาพของผู้ป่วย “ดังนั้น ทุกสิ่งที่เกี่ยวข้องกับแมชชีนเลิร์นนิงจึงมีศักยภาพที่จะเร่งความเร็วด้วยควอนตัม โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมีข้อมูลจำนวนมาก” อธิบาย อามีร์ นาเวห์ ผู้ร่วมก่อตั้งและประธานเจ้าหน้าที่ฝ่ายผลิตภัณฑ์ (CPO) ของ เทคโนโลยีคลาสสิคซึ่งเป็นบริษัทคอมพิวเตอร์ควอนตัมชั้นนำของตลาด เมื่อ AI สร้างความก้าวหน้าอย่างมากในการเร่งการตรวจหาโรค ดูเหมือนว่าควอนตัมคอมพิวติ้งเมื่อรวมกับ AI จะสร้างการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญในอุตสาหกรรมการดูแลสุขภาพ ผู้ประกอบการ AI แกรี่ ฟาวเลอร์ อธิบายอย่างละเอียดเกี่ยวกับการคาดการณ์เหล่านี้ในปี 2021 ฟอร์บ บทความโดยเขียนว่า “ควอนตัมคอมพิวเตอร์จะเป็นอีกหนึ่งเครื่องมือที่มีประโยชน์ในการหาคำตอบของโรคต่างๆ เช่น พาร์กินสัน มะเร็ง และโรคอื่นๆ ที่คร่าชีวิตผู้คนมากมายในแต่ละวัน” ตามที่ผู้เชี่ยวชาญเตือนเกี่ยวกับภัยคุกคามที่เพิ่มขึ้นของโรคที่ไม่ได้รับการวินิจฉัยเช่น โรคมะเร็งลำไส้ใหญ่ ในคนรุ่นใหม่ คอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถสร้างระบบเตือนภัยล่วงหน้า ทำให้การตรวจคัดกรองล่วงหน้าง่ายขึ้นและเข้าถึงได้มากขึ้นสำหรับผู้ชมที่กว้างขึ้น
คอมพิวเตอร์ควอนตัมและการดูแลผู้ป่วยในสถานพยาบาล
ด้วยไวรัสเช่น COVID-19 ที่ครอบงำระบบโรงพยาบาล ผู้เชี่ยวชาญจำนวนมากกำลังมองหาคอมพิวเตอร์ควอนตัมเพื่อจัดการกับ คอขวด ของผู้ป่วยมากกว่าแพทย์หรือเตียงในโรงพยาบาล เวลาในการแก้ไขปัญหาคอขวดเหล่านี้ชัดเจนกว่าที่เคย เนื่องจากองค์การอนามัยโลก (WHO) คาดการณ์ไว้โดย 2030จะมี การขาดดุล ของผู้ให้บริการด้านสุขภาพเกือบ 10 ล้านคน รวมถึงแพทย์และพยาบาล ปัญหาคอขวดนี้อาจแย่ลงไปอีกหากมีการแพร่ระบาดทั่วโลกอีกครั้ง ทำให้เกิดความจำเป็นเร่งด่วนในการใช้เทคโนโลยีควอนตัมเพื่อช่วยแก้ปัญหาเหล่านั้น เนื่องจากปัญหาคอขวดจำนวนมากเหล่านี้สามารถแก้ไขได้โดยใช้อัลกอริทึมการปรับให้เหมาะสม การคำนวณด้วยควอนตัมจึงสามารถช่วยสร้างกระบวนการดูแลที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น รวมทั้งจัดสรรทรัพยากรได้ดีขึ้น เช่น ยาหรือเตียงในโรงพยาบาล “ควอนตัมสามารถช่วยทั้งโดเมนนี้ได้” Naveh กล่าวเสริม “การดูแลผู้ป่วยอย่างแท้จริง ซึ่งเป็นทุกสิ่งทุกอย่างตั้งแต่ความสามารถในการให้การสนับสนุนผู้ป่วยอย่างเหมาะสม ไปจนถึงการตรวจสอบว่ามีการตรวจจับการฉ้อโกงในสถานบริการเหล่านี้” ด้วยเวชระเบียนที่มีข้อมูลผู้ป่วยที่ละเอียดอ่อน คอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถให้ระดับความปลอดภัยเพิ่มเติมได้ การเข้ารหัสลับ กระบวนการ เนื่องจากควอนตัมคอมพิวติ้งถูกยกย่องว่าเป็นภัยคุกคามต่อระดับความปลอดภัยในโลกไซเบอร์ในปัจจุบัน จึงสามารถช่วยปูทางสู่ความปลอดภัยทางดิจิทัลในระดับใหม่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับบันทึกของผู้ป่วยและข้อมูลที่ละเอียดอ่อนประเภทอื่นๆ
ด้วยคุณประโยชน์ที่แตกต่างกันมากมาย จึงไม่น่าแปลกใจที่เทคโนโลยีควอนตัมได้ถูกนำไปใช้ในอุตสาหกรรมการดูแลสุขภาพแล้ว และจะยังคงเปลี่ยนแปลงอุตสาหกรรมต่อไปในอนาคต ตามที่ฟาวเลอร์ได้กล่าวในการให้สัมภาษณ์กับ ภายในเทคโนโลยีควอนตัม, “โลกมีการเปลี่ยนแปลงโดยพื้นฐานสำหรับพวกเราทุกคน การใช้ควอนตัมคอมพิวเตอร์ที่เร็วกว่าซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่เร็วที่สุดถึง 100 ล้านเท่า จะช่วยให้เราสามารถทำในสิ่งที่ต้องใช้เวลา 10,000 ปีใน 200 วินาที ลองจินตนาการถึงความเป็นไปได้ในการค้นพบยาและเทคโนโลยีด้านสุขภาพด้านอื่นๆ ที่ส่งผลกระทบต่อชีวิตของเรา”
Kenna Hughes-Castleberry เป็นนักเขียนที่ Inside Quantum Technology และ Science Communicator ที่ JILA (ความร่วมมือระหว่าง University of Colorado Boulder และ NIST) จังหวะการเขียนของเธอมีทั้ง Deep Tech, Metaverse และเทคโนโลยีควอนตัม
