Inside Quantum Technology's Inside Scoop: Quantum e o setor de saúde

A saúde é talvez uma das indústrias mais lucrativas globalmente, pois requer mais do que 10% do PIB da maioria países desenvolvidos. Desde o desenvolvimento de novos medicamentos até a alocação de atendimento ao paciente, há muitas áreas diferentes no setor de saúde que podem se beneficiar significativamente da computação quântica. Com grandes quantidades de dados do paciente e preocupações com segurança e privacidade do paciente, os casos de uso de saúde já podem ser processados ​​com os desenvolvimentos atuais em computadores quânticos. “O recozimento quântico está resolvendo problemas que são problemas de otimização, coisas como cadeia de suprimentos otimização, encontrar melhores medicamentos e, claro, pensar em como entrar em melhores ensaios clínicos”, explicou o CEO e fundador da Polarisqb, Shahar Keinan. A Polaris é uma das empresas líderes no uso da computação quântica para otimizar design de drogas, apenas um dos muitos subsetores apresentados no setor de saúde.

Saúde e Medicamentos

Medicamentos e design de medicamentos são apenas dois fatores no setor de saúde que ajudam no bem-estar do paciente. “Só agora estamos realmente começando a avaliar isso”, acrescentou Keinan. “Porque se você pode projetar drogas que vão ser melhores, elas são mais eficientes com menos efeitos colaterais, certo? Drogas mais seguras significa que o restante do processo de desenvolvimento de medicamentos será mais rápido e barato. E isso significa que o custo do medicamento vai cair, o que significa que você pode desenvolver medicamentos para populações menores de pacientes”. Com a tecnologia quântica sendo usada em ambos simulações químicas e otimizações para o desenvolvimento de medicamentos, isso pode reduzir significativamente os custos de produção desses medicamentos. Como afirmou Keinan, isso libera as empresas farmacêuticas para buscar curas para doenças mais específicas. Enquanto as empresas farmacêuticas atuais visam principalmente populações doentes maiores, pois há um lucro maior, a computação quântica pode reduzir a restrição e permitir a pesquisa de novos medicamentos para outras doenças.

Uma maneira específica pela qual a computação quântica pode ajudar no design de medicamentos é estudando o dobramento de proteínas. Simular e analisar o processo de dobra não só ajudaria com descoberta de drogas, mas também tem implicações mais amplas para outras subindústrias, como nutrição, oncologia e outras. De acordo com um artigo recente de Booz Allen: “Usando um algoritmo quântico chamado Variational Quantum Eigen-solver, é possível produzir uma representação estatística de possíveis dobras em uma cadeia de aminoácidos, com o resultado sendo uma previsão para a configuração da proteína que observaríamos na natureza.” Polaris leva esse processo um passo adiante, observando a toxicidade potencial das moléculas à medida que elas passam pela barreira hematoencefálica do cérebro. “Estamos encontrando moléculas que se ligam à proteína que passa pelo cérebro e são menos tóxicas, em uma única otimização, não em três etapas diferentes”, afirmou Keinan. “É assim que encurtamos a linha do tempo.”

Quântica e Diagnóstico

Além da descoberta de medicamentos, a computação quântica também pode ajudar significativamente com diagnóstico de doença. Hospitais e clínicas já estão usando IA e aprendizado de máquina para ajudar a detectar possíveis doenças ou tumores em resultados de exames e imagens de pacientes. “Portanto, tudo que lida com aprendizado de máquina tem potencial para ser acelerado com quantum, especialmente quando se trata de grandes quantidades de dados”, explicou Amir Naveh, Co-fundador e Chief Product Officer (CPO) da Tecnologias Classiq, uma empresa de computação quântica líder de mercado. Com a IA fazendo avanços significativos na aceleração da detecção de doenças, parece que a computação quântica, combinada com a IA, criará mudanças significativas no setor de saúde. empreendedor de IA Gary Fowler elaborou essas previsões em um 2021 Forbes artigo, escrevendo “A computação quântica será outra ferramenta útil para encontrar respostas para doenças como Parkinson, câncer e outras doenças que ceifam tantas vidas todos os dias.” Como os especialistas alertam sobre as ameaças crescentes de doenças não diagnosticadas, como câncer colorretal nas gerações mais jovens, a computação quântica pode criar um sistema de alerta anterior, tornando a triagem precoce mais fácil e mais acessível a um público mais amplo.

Computação quântica e atendimento ao paciente em estabelecimentos de saúde

Com vírus como o COVID-19 sobrecarregando os sistemas hospitalares, muitos especialistas estão buscando a computação quântica para lidar com a gargalos de mais pacientes do que médicos ou leitos hospitalares. A hora de corrigir esses gargalos é mais aparente do que nunca, pois a Organização Mundial da Saúde (OMS) prevê que, ao 2030, Haverá um déficit de quase 10 milhões de provedores de saúde, incluindo médicos e enfermeiros. Esse gargalo só pode piorar se outra pandemia global ocorrer, criando uma necessidade premente de usar a tecnologia quântica para ajudar a resolver esses problemas. Como muitos desses gargalos podem ser resolvidos usando algoritmos de otimização, a computação quântica pode ajudar a criar processos de atendimento mais eficientes, bem como uma melhor alocação de recursos como remédios ou leitos hospitalares. “O Quantum pode ajudar todo esse domínio”, acrescentou Naveh. “O atendimento real para os pacientes, que é tudo, desde poder dar o suporte ideal para os pacientes até garantir que haja detecção de fraude nessas instalações.” Com registros médicos contendo informações confidenciais do paciente, a computação quântica pode fornecer um nível extra de segurança por meio de criptografia processos. Como a computação quântica está sendo aclamada como uma ameaça aos níveis atuais de segurança cibernética, ela pode ajudar a abrir caminho para novos níveis de segurança digital, especialmente para registros de pacientes e outros tipos de informações confidenciais.

Com seus diversos benefícios, não é surpresa que a tecnologia quântica já esteja sendo aplicada ao setor de saúde e continue a transformar o setor no futuro. Como Fowler afirmou em uma entrevista com Por dentro da tecnologia quântica, “O mundo mudou fundamentalmente para todos nós. O uso de computadores quânticos 100 milhões de vezes mais rápidos que os supercomputadores mais rápidos nos permitirá fazer o que levaria 10,000 anos em 200 segundos. Imagine a possibilidade de descoberta de medicamentos e outras áreas da tecnologia da saúde que impactam nossas vidas.”

Kenna Hughes-Castleberry é redatora da Inside Quantum Technology e comunicadora científica da JILA (uma parceria entre a University of Colorado Boulder e o NIST). Suas batidas de escrita incluem tecnologia profunda, metaverso e tecnologia quântica.