量子计算在医疗保健领域的未来

产业资讯 量科网 2021-07-07 08:36

原文作者为Gary Fowler,他是一名连续的AI企业家,是GSDVS.com和Yva.ai的首席执行官兼联合创始人。

量子计算的讨论已无处不在。从金融服务到解决问题和业务运营,量子计算有望打开更快、更灵活且几乎超现实的效率大门,当然医疗保健也不例外。但为了能够真正理解量子计算可能对各领域产生什么影响,我们先来了解下量子计算的核心是如何工作的。

你可能想知道量子计算机与你所了解和依赖的经典计算机有何不同。事实上,两者之间有着本质的区别。经典计算机基于宏观世界的确定性来运作,只会有一种确定的状态。经典计算机的基本数据单位是比特,这种比特只有两种确定的状态,它们可以为0或1的态。正是因为这种二元性,经典比特携带的数据是一种二进制代码。

然而,量子计算机的情况就完全不同了。它的运行方式与经典计算机完全对立,量子计算依赖于概率和过程中的不确定性。它不是用比特而是使用量子比特来存储信息。量子比特不像经典比特只能是确定的某一个态,它可以是0态、1态或是两者兼有之。这种可以同时存在多个状态的现象被称为“叠加”。

那么量子计算将如何具体影响医疗保健领域呢?众所周知,医疗保健和制药行业受制于缓慢且成本高昂的实验流程,这些流程会影响药物开发和实施的进度。虽然现在已经能通过人工智能、机器学习和其他尖端技术加快这些实验过程,但量子计算能让药物研发的时间达到减少数月甚至数年的高效水平。

量子计算机可以以前所未用的速度研究每一种已知的分子类型,在人类已知的任何细胞上去测试药物成分——而且所有这些都可以在很短的时间内完成。量子计算还将成为一种有效的疾病研究工具,可帮助人类在帕金森氏症、癌症和其他会夺走许多生命的疾病上寻找出解决的答案。

虽然对生物体和细胞进行实验是推动制药和医疗保健领域取得成功的一种方式。但量子计算还可以实现一种新型的实验和测试,不过由于当前技术的局限性,这种实验和测试在今天是不可行的。这种或许在未来能实现的解决方案被称为“计算机临床实验”,这种实验是在完全模拟的环境中进行的。

根据医学未来主义学家的说法,量子计算技术可以推动这种虚拟环境的环境,未来的科学家将能够在这种虚拟环境中分析人体数字复制品上的体液、循环、电解质、激素、新陈代谢和皮肤温度等变量。但这还只是未来主义者的一种科幻想象,这一天要等待多久或能不能到来都是未知数。

然后是复杂的遗传学和基因组学世界,它在过去的几十年里取得了长足的进展。从最初是对人类DNA的解码探索,到现在已经变成了一个及其丰富的探索领域,通过对它的研发,人们已经有能力识别他们的健康风险所在,甚至还可以追溯其起因何处。

而量子计算无疑将进一步推动遗传学和基因组学的飞跃,利用它可以对潜在的遗传疾病进行无限快的分析和准确预测,从而可以帮助人们提前采取预防措施,并在尽可能短的时间内更深入的了解遗传基因组成。

总而言之,量子计算所承诺的处理能力为医疗保健和制药行业打开了一扇新的目标大门。该目标是预测性和预防性的,而不是反应性和延迟性的。虽然今天最先进的技术已经可以治愈很多疾病,但人们希望拥有难以置信处理能力的量子计算机能够提前预见并有效的根除这些疾病。

现在每天新生成的海量医学数据以及那些已经可用于特定患者的数据,它们将为量子机器创造出肥沃的工作土壤,并从中得出有价值的深度分析。这不仅有助于治疗还有助于人们预防某些疾病。(编译:Qtech)