德勤:量子计算技术将在医疗保健领域发挥关键作用

产业资讯 量科网 2021-08-19 23:09

量子计算在医疗保健领域具有巨大潜力,并以各种方式影响该行业。例如,量子计算提供了跟踪和诊断疾病的能力。利用传感器,量子技术能够追踪癌症治疗的进展,并能诊断和监测多发性硬化症等退行性疾病。

现代化的供应链

这项技术有助于实现供应链的现代化。量子技术可以利用天气和交通等实时更新的数据,能帮助确定最有效的传输方法,实时解决路线问题。这在新冠大流行期间尤其有用,因为许多地方在疫苗运送方面存在问题。

在其他领域,量子技术可以影响早期的药物发现。以往药品可能需要10年或更长时间才能上市,使用量子计算可以降低成本和时间。

“用最简单的话来说,量子计算利用了单个原子和亚原子粒子的量子力学神秘属性来解决问题。”德勤咨询公司新兴技术研究主管、政府和公共服务首席技术官Scott Buchholz解释说:“量子计算机可以被认为类似于超级计算机。”

“然而,今天的超级计算机通过快速执行数万亿次数学计算来解决问题,以用于预测天气、研究机翼上方的气流等。”他继续说。“量子计算机的工作方式非常不同,它们一次执行所有计算,性能受限于它们目前所拥有的量子比特数量。”

并不是所有问题都适合

由于它们工作方式不同,量子计算并不能很好地适用于所有问题。但它们非常适合某些类型的问题,如分子模拟、优化和机器学习。

Buchholz指出:“值得注意的是,今天最先进的量子计算机仍然不是特别强大。”

“他们目前能做的许多计算可以在笔记本电脑上进行。然而,如果量子计算机继续按指数增长——也就是说,它们用于计算的量子比特的数量如果每年大约翻一番——它们将在未来几年变得更加强大。”

他继续说道:“因为量子计算机可以比传统计算机更好地模拟原子和其他分子,研究人员正在用它来研究未来药物发现、目标蛋白质匹配、计算蛋白质折叠等方面的可行性。”

“也就是说,在药物发现过程中,它们可以大大减少从现有的分子数据库中筛选目标、识别具有新特性的潜在新药、识别潜在新目标等所需的时间。”

研究人员还利用量子计算来研究模拟或优化分子制造过程的可能性,这可能有助于随着时间的推移更容易扩大制造规模。虽然这些进展不会消除漫长的测试过程,但量子计算可能会加速发现有趣分子的初始过程。

量子计算诊断疾病

Buchholz说:“量子计算也可能直接或间接地具有诊断疾病的能力。考虑到未来机器能够快速解决复杂问题,它们或许能够加速目前正在开发的一些技术的处理,比如那些旨在识别有害基因突变或组合的技术。”

“一些研究间接地证明了用于量子计算机的材料将是一种更好的传感器。研究人员正在研究基于量子的技术,以制造更小、更敏感、更低功率的传感器。在未来,这些传感器和奇异材料可能会以巧妙的方式结合在一起,并帮助疾病识别和诊断。”

Buchholz表示,量子计算机将提高优化物流和路线的能力,有可能缓解供应链的瓶颈,或发现需要改进的地方。

他补充说,也许更有趣的是,由于它们能够模拟分子间的相互作用,研究人员正在研究它们优化制造过程的能力,以实现更快生产、使用更少的能源和产生更少的废物。他指出,这可能会导致替代制造技术的出现,从而简化医疗供应链。

他说:“最终,量子计算机的前景是让一些事情变得更快,比如优化和机器学习。并让一些事情变得实际,比如大规模分子和过程模拟。”

虽然解决大规模问题的技术还需要几年的时间,但随着量子计算机硬件能力的提高,研究人员目前正在努力奠定好基础,以解决这些问题。

他总结道:“如果硬件研究人员实现突破了备受关注的可扩展性问题,这一前景可能会加速。”(编译: Julien)