By Кенна Хьюз-Каслберрі опубліковано 11 листопада 2022 р
Охорона здоров’я є, мабуть, однією з найприбутковіших галузей у світі, оскільки для цього потрібно більше ніж 10% ВВП більшості розвинуті країни. Від розробки нових ліків до надання допомоги пацієнтам, в галузі охорони здоров’я є багато різних сфер, які можуть отримати значну користь від квантових обчислень. З огляду на великі обсяги даних пацієнтів і занепокоєння щодо безпеки та конфіденційності пацієнтів, випадки використання в охороні здоров’я вже можна обробляти за допомогою поточних розробок квантових комп’ютерів. «Квантовий відпал вирішує проблеми, які є проблемами оптимізації ланцюжка поставок оптимізації, пошуку кращих ліків і, звичайно, думати про те, як потрапити в кращі клінічні випробування», – пояснив генеральний директор і засновник Polarisqb, Шахар Кейнан. Polaris є однією з провідних компаній, які використовують квантові обчислення для оптимізації дизайн препарату, лише один із багатьох підгалузей, представлених у галузі охорони здоров’я.
Охорона здоров'я та ліки
Ліки та дизайн ліків — це лише два фактори в галузі охорони здоров’я, які допомагають покращити самопочуття пацієнтів. «Ми лише зараз починаємо це оцінювати», — додав Кейнан. «Тому що, якщо ви можете створити ліки, які будуть кращими, вони ефективніші з меншою кількістю побічних ефектів, чи не так? Більш безпечні препарати означає, що решта процесу розробки ліків буде швидшою та дешевшою. А це означає, що ваша вартість ліків знизиться, а це означає, що ви зможете розробляти ліки для менших груп пацієнтів». В обох випадках використовується квантова технологія хімічне моделювання і оптимізації розробки ліків, це може значно знизити витрати на виробництво цих ліків. Як заявив Кейнан, це звільняє фармацевтичні компанії шукати ліки від більш конкретних захворювань. У той час як нинішні фармацевтичні компанії здебільшого націлені на більшу кількість хворих, оскільки є більший прибуток, квантові обчислення можуть зменшити обмеження та дозволити нові дослідження ліків для інших хвороб.
Одним із конкретних способів, за допомогою яких квантові обчислення можуть допомогти в розробці ліків, є вивчення згортання білка. Допомогло б не лише моделювання та аналіз процесу складання відкриття ліків, але це також має ширші наслідки для інших підгалузей, таких як харчування, онкологія та інші. Відповідно до недавньої статті автора Буз-Аллен: «Використовуючи квантовий алгоритм, званий Variation Quantum Eigen-solver, можна отримати статистичне представлення можливих складок у ланцюжку амінокислот, результатом чого стане передбачення конфігурації білка, яку ми спостерігаємо в природі». Polaris робить цей процес на один крок далі, розглядаючи потенційну токсичність молекул, коли вони проходять через гематоенцефалічний бар’єр мозку. «Ми знаходимо молекули, які зв’язуються з білком, що проходить у мозок, і є менш токсичними, за одну оптимізацію, а не за три різні етапи», — заявив Кейнан. «Так ми скорочуємо часові рамки».
Квант і діагностика
Окрім відкриття ліків, квантові обчислення також можуть значно допомогти діагностика захворювання. Лікарні та клініки вже використовують штучний інтелект навчання за допомогою машини щоб допомогти виявити можливі захворювання або пухлини в результатах аналізів і зображеннях пацієнтів. «Отже, усе, що стосується машинного навчання, має потенціал для прискорення за допомогою квантової кількості, особливо коли йдеться про великі обсяги даних», — пояснив Амір Наве, Співзасновник і директор з продуктів (CPO). Classiq Technologies, провідна компанія з квантових обчислень. Зважаючи на те, що штучний інтелект робить значні кроки у прискоренні виявлення захворювань, здається, що квантові обчислення у поєднанні зі штучним інтелектом створять значні зміни в галузі охорони здоров’я. ШІ підприємець Гері Фаулер детально розробив ці прогнози в 2021 році Forbes стаття, написавши: «Квантові обчислення стануть ще одним корисним інструментом для пошуку відповідей на такі хвороби, як хвороба Паркінсона, рак та інші недуги, які щодня забирають стільки життів». Експерти попереджають про зростання загрози недіагностованих захворювань, як колоректальний рак у молодих поколінь квантові обчислення можуть створити ранню систему попередження, що робить раннє обстеження легшим і доступнішим для ширшої аудиторії.
Квантові обчислення та догляд за пацієнтами в медичних установах
Оскільки такі віруси, як COVID-19, переповнюють лікарняні системи, багато експертів шукають квантових обчислень, щоб впоратися з вузькі місця пацієнтів більше, ніж лікарів чи лікарняних ліжок. Настав час усунути ці вузькі місця як ніколи, оскільки Всесвітня організація охорони здоров’я (ВООЗ) прогнозує, що до 2030, Буде дефіцит майже 10 мільйонів медичних працівників, включаючи лікарів і медсестер. Це вузьке місце може лише погіршитися, якщо почнеться нова глобальна пандемія, що викличе нагальну потребу у використанні квантових технологій для вирішення цих проблем. Оскільки багато з цих вузьких місць можна вирішити за допомогою алгоритмів оптимізації, квантові обчислення можуть допомогти створити ефективніші процеси догляду, а також краще розподілити ресурси, такі як ліки чи лікарняні ліжка. «Quantum може допомогти всьому цьому домену», — додав Наве. «Фактичний догляд за пацієнтами, який полягає в усьому: від можливості надати пацієнтам оптимальну підтримку до можливості переконатися, що в цих установах виявлено шахрайство». Оскільки медичні записи містять конфіденційну інформацію про пацієнта, квантові обчислення можуть забезпечити додатковий рівень безпеки через шифрування процеси. Оскільки квантові обчислення сприймаються як загроза поточному рівню кібербезпеки, вони можуть допомогти прокласти шлях до нових рівнів цифрової безпеки, особливо для карт пацієнтів та інших типів конфіденційної інформації.
Завдяки численним перевагам квантова технологія вже використовується в галузі охорони здоров’я та продовжить її трансформувати в майбутньому. Як заявив Фаулер в інтерв'ю виданню Всередині квантової технології, «Світ кардинально змінився для всіх нас. Використання квантових комп’ютерів, які у 100 мільйонів разів швидші за найшвидші суперкомп’ютери, дозволить нам зробити те, що займе 10,000 200 років за XNUMX секунд. Уявіть собі можливість відкриття ліків та інших сфер медичних технологій, які впливають на наше життя».
Кенна Хьюз-Кастлберрі є штатним автором Inside Quantum Technology і науковим комунікатором JILA (партнерство між Університетом Колорадо в Боулдері та NIST). Її ритми написання включають глибинні технології, метавсесвіт і квантові технології.
