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增強疾病追蹤與診斷能力 量子運算醫療領域潛力無限

有業界專家認為,量子運算在醫療保健領域有很大的發展潛力,並已由不同方式對產業帶來影響。法新社

有醫療業界專家表示,量子運算不僅提供顯著的速度和分析能力,更能提高疾病追蹤和診斷能力,實現供應鏈現代化並有助於醫藥發明。

德勤諮詢(Deloitte Consulting)新興科技研究主任Scott Buchholz認為,量子運算在醫療保健領域有很大的發展潛力,並已由不同方式對產業帶來影響。舉例來說,透過感測器等輔助,量子運算可用以追蹤癌症治療進展、診斷並監測慢性疾病等。

鑒於量子運算快速解決複雜問題的能力,也可望加快目前正在開發的技術進程,例如那些設計用於辨識有害基因突變或組合的疾病診斷技術。為此,研究人員也嘗試機於量子技術來開發更精密、更靈敏、更低能耗的感測器,與量子運算相結合,以辨識和診斷疾病。

此外,Scott Buchholz也指出,量子運算可藉由天氣和交通資訊即時更新來解決配送路線問題,以擬定最佳、最具效率的交付方式,進一步改善供應鏈問題。這在大流行疫情期間特別管用,例如目前全球正面臨的疫苗配送問題,便可望藉由量子運算分析與評估來解決。

量子運算亦可加快早期藥物發明,不僅可縮減藥物發明時程,亦可大幅降低成本,相較於過去一款藥物從發明到上市往往得花上數年甚至十數年。

Scott Buchholz表示,簡單來說,量子運算就是利用量子力學特性、藉由單原子和亞原子粒子來解決問題;因此,量子電腦亦可被視為超級電腦(supercomputer)。不同的是,目前的超級電腦解決問題的方式是透過超高速執行數兆次數學計算來預測氣候、分析機翼上氣流等;但量子電腦則是一次性執行所有計算,但受限於目前擁有的資訊量子位元(qubit)數量。

不過也因運作方式不同,量子電腦並無法解決所有問題,但卻適用於特定領域,例如分子模擬、優化以及機器學習(machine learning)等。因此,即便目前最先進的量子電腦仍不是特別強大,目前多數計算都能夠透過任何一台NB來執行。不過隨著量子電腦持續倍數擴展(即用於運算的量子位元數量每年倍增),相信將在未來幾年變得更為強大。

他指出,鑒於量子電腦相較於傳統電腦能夠更佳的模擬原子和其他分子,研究人員正在研究藥物發明、標靶蛋白配對、蛋白質堆疊計算等的未來可行性;也就是說,在藥物發明進程中,量子電腦可大幅降低既有分子資料庫的分類時間,以尋找目標、辨識具有新特性的潛在新藥等。

此外,研究人員也在研究分子製造進程的模擬或優化可能性,有助於擴大生產製造規模。儘管這些程序無法排除冗長的測試階段,但仍可加快早期分子探索進程。

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