José Luis Salmerón 將量子計算應(yīng)用于醫(yī)療保健領(lǐng)域（圖片來源：網(wǎng)絡(luò)）

谷歌量子人工智能（AI）研究小組的Sergio Boixo表示，量子計算還處于起步階段，雖然很難預(yù)測其未來，但該技術(shù)已取得了一些可觀進展。José Luis Salmerón是西班牙金融研究學(xué)院（CUNEF）數(shù)據(jù)科學(xué)實驗室主任，他還是智利大學(xué)副研究員、凱捷咨詢公司首席人工智能和量子科學(xué)家。

近期，他與巴倫西亞薩貢托醫(yī)院的甲狀腺手術(shù)團隊合作，測試了量子計算預(yù)測術(shù)后并發(fā)癥的潛力。

這并不是量子計算在醫(yī)療保健領(lǐng)域的首次應(yīng)用，加拿大麥吉爾大學(xué)啟動了Cardio-Twin項目，該項目通過創(chuàng)建數(shù)字孿生技術(shù)來檢測女性的健康風(fēng)險。量子計算正在為醫(yī)療保健專業(yè)人員提供寶貴的幫助。

Salmerón說：“薩貢托醫(yī)院研究團隊掌握了大量數(shù)據(jù)，希望預(yù)測接受甲狀腺手術(shù)患者的潛在低鈣血癥。我提出了一種變分量子電路預(yù)測模型，可靠性很高，能達(dá)到92%的正確率，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)技術(shù)?！?

Salmerón與Isabel Fernández-Palop 博士以及薩貢托醫(yī)院的研究團隊在《數(shù)學(xué)》雜志上發(fā)表了這一結(jié)果。

Salmerón 是愛思唯爾和斯坦福大學(xué)被引用次數(shù)最多的科學(xué)家之一，他開發(fā)了一種利用荷爾蒙水平作為輸入的算法。通過利用先進的計算機系統(tǒng)，該算法可以預(yù)測低鈣血癥的可能性，低鈣血癥是癌癥甲狀腺切除術(shù)后最常見的并發(fā)癥。Salmerón 說：“這不是物理電路，而是具備邏輯結(jié)構(gòu)，它存在于計算機代碼中，是一個變分編程電路?！?Salmerón承認(rèn)理論物理學(xué)目前在量子研究領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位。不過，他更注重實際應(yīng)用，力求“腳踏實地”。

同一期刊還發(fā)表了麥吉爾大學(xué)的一項研究，該研究使用模糊認(rèn)知圖（研究效果和替代方案的因果關(guān)系圖）和量子學(xué)習(xí)算法，旨在早期檢查類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎，同時對該疾病的六個嚴(yán)重程度進行分類。Salmerón在《神經(jīng)計算》上發(fā)表的另一項研究中 寫道 ：“類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的早期診斷對于預(yù)防疾病的進展非常重要。然而，由于癥狀范圍廣泛，而且隨著時間的推移，疾病的方向逐漸發(fā)生變化，這對于全科醫(yī)生（GP）來說是一項復(fù)雜的任務(wù)?！痹谝晾蔛eyyed-al Shohada大學(xué)醫(yī)院，對這些模型進行了測試，準(zhǔn)確率達(dá)到了90%。

這些方法也已被用于放射治療計劃，其中認(rèn)知圖已被證明有助于支持人類決策。Salmerón說：“這些系統(tǒng)使我們能夠優(yōu)化服務(wù)，提供并改善治療。例如，在低鈣血癥的情況下，早期發(fā)現(xiàn)可以讓醫(yī)生更快地開始治療，并將其影響降至最低。此外，這些系統(tǒng)有助于規(guī)劃醫(yī)療服務(wù)，通過確保資源優(yōu)化和早期疾病檢測，使患者和臨床中心受益。沒有模型可以普遍應(yīng)用于每種病理學(xué)。每個應(yīng)用程序都需要合適的算法來實現(xiàn)一致的數(shù)據(jù)處理。每個問題都需要一個特定的解決方案。即使可以使用量子電路，其適用性也可能因情況而異?！?/p>

但這個領(lǐng)域是廣闊的。

凱捷量子實驗室的Sam Genway表示：“有許多潛在應(yīng)用非常適合量子計算，因為它們本質(zhì)上是量子態(tài)計算。從根本上來說，分子與體內(nèi)生物實體的相互作用是遵循量子力學(xué)的，在某些情況下，很難使用傳統(tǒng)計算機進行建模。然而，有了量子計算機，我們將能以前所未有的精度模擬潛在的量子行為。”

第一個量子療法

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最近發(fā)表在《自然納米技術(shù)》上的一項研究展示了如何利用帶電分子來觸發(fā)難以治療的腦腫瘤中的癌細(xì)胞的自我毀滅。研究小組表示，他們開發(fā)出了“第一種量子療法”。

首席研究員Frankie Rawson解釋道：“通過巧妙地對生物量子電子隧道的納米顆粒進行精確調(diào)節(jié)，癌細(xì)胞被擊敗。這觸發(fā)了電信號，激活了癌細(xì)胞內(nèi)的自然自毀機制。”研究合著者Ruman Rahman補充道：“這項研究凸顯了量子療法的潛力，它是一種與生物學(xué)交叉的新技術(shù)，量子生物電子學(xué)與醫(yī)學(xué)的結(jié)合使我們更接近新的治療方法?！?/p>

悉尼大學(xué)的科學(xué)家展示了這項新興技術(shù)的潛力。他們使用量子計算機設(shè)計并直接觀察化學(xué)反應(yīng)中的關(guān)鍵過程，該過程被減慢了驚人的 1000 億倍。這項研究發(fā)表在《自然化學(xué)》上，其主要作者 Vanessa Olaya Agudelo表示：“了解分子內(nèi)部和分子之間的這些基本過程，可以為材料科學(xué)、藥物設(shè)計和太陽能收集帶來無限的可能性?！?/p>

此外，通過快速準(zhǔn)確地讀取DNA序列，可以促進人類基因組研究的進步。這些發(fā)現(xiàn)將推動個性化化療。最近，研究人員利用量子計算將腺苷與其他核苷酸分子區(qū)分開來，該研究發(fā)表在《物理化學(xué)雜志 B》上。

該研究的主要作者 Masateru Taniguchi 表示：“使用量子計算，我們證明了僅從單個分子的測量數(shù)據(jù)中檢測核苷酸的能力。量子計算機首次成功連接到單個分子的測量數(shù)據(jù)，這一突破驗證了利用量子計算機進行基因組分析的潛力?！?/p>

這項新技術(shù)的另一個應(yīng)用是，通過記錄神經(jīng)沖動來控制假肢的設(shè)備。博世集團（Bosch Global）董事會主席Stefan Hartung說：“我們在醫(yī)療技術(shù)領(lǐng)域開發(fā)的量子傳感器與我們‘為生命而發(fā)明’的理念完美契合?！?博世全球公司正在深入研究這一領(lǐng)域，該公司表示，現(xiàn)在可以通過非接觸式早期檢測房顫，來預(yù)防致命的中風(fēng)、心力衰竭和癡呆癥。

編譯：卉可

編輯：慕一

特此說明：量子前哨翻譯此文僅作信息傳遞和參考，并不意味著同意此文中的觀點與數(shù)據(jù)。 —— end——