量子计算与医疗和制药的融合：医学的新前沿

今天，英国国家量子计算中心（NQCC）发布了其首份洞察报告《量子计算与医疗和制药的融合：医学的新前沿》，探讨了量子计算在未来几十年内如何实现医疗和医疗服务的飞跃性变革。

该报告审视了量子计算在解决医疗系统面临的复杂且紧迫挑战方面的潜力，这些挑战既存在于国内也存在于全球。尽管量子计算仍是一项新兴技术，目前大多数应用仍处于研发阶段，但初步的概念验证研究表明，量子计算有潜力在传统计算可能达到极限的领域带来变革。

通过与医疗和生命科学领域的利益相关者进行广泛接触——包括研讨会、双边磋商和专家访谈——以及深入的技术分析，该报告提供了当前情况的全面回顾。它识别了量子计算在医疗和制药领域采用的短期机会和长期挑战，并反映了从不同行业利益相关者那里收集到的关键见解和建议。

“我们与行业的接触表明，人们对协调一致、使命驱动的举措越来越感兴趣，以释放量子计算在医疗和制药领域的潜力，”NQCC创新副主管Simon Plant博士说。“这份报告为行业领导者、政策制定者和资助者提供了可行的见解，以实现量子计算为患者结果和医疗创新带来的机遇。”

医疗挑战与量子机遇

传统计算已经实现了医疗领域的显著进步——如今，人工智能辅助诊断，高性能计算加速药物开发，机器学习支持个性化治疗。然而，在解决日益复杂的计算问题时仍然存在瓶颈，需要更高的速度、准确性和效率。

量子计算为未来超越这些障碍提供了机会——提供新的方法来应对生物复杂性和高维数据——这是传统计算方法难以扩展的领域。报告指出，文献中已经探索了40多个概念验证用例，显示出未来发展的前景，包括：

• 药物发现和分子模拟——加速新型疗法的识别和优化，包括癌症和抗菌素耐药性（AMR）的治疗

• 诊断和早期疾病检测——提高诊断的准确性和及时性，特别是在罕见疾病和妇女健康等服务不足的领域

• 个性化医疗和基因组学——通过先进的基因组、临床和真实世界数据分析，实现定制化治疗

• 医疗系统优化——提高资源分配、临床试验设计和医疗物流的效率

这些机会与NHS长期计划中的国家优先事项相一致，并支持英国国家量子战略的目标——特别是任务1（量子计算）和量子医疗任务，该任务旨在到2030年将量子赋能解决方案整合到每个NHS信托基金中。

重大挑战与合作

报告强调了行业对追求大规模、国际性的重大挑战的兴趣——类似于人类基因组计划——作为一种机制来协调努力、加速进展并从量子医疗应用中实现实际影响。

克服未来的挑战

虽然机会巨大，但报告指出了必须解决的几个关键挑战，以实现量子计算在医疗领域的潜力，包括：

• 技术成熟度和可扩展性——需要进一步发展量子硬件、错误校正和可扩展量子算法

• 混合方法和数字集成——量子解决方案需要补充经典系统并与现有的医疗数字基础设施集成

• 劳动力准备和技能发展——跨学科专业知识结合量子科学、医疗和生命科学对于支持采用和创新至关重要

随着该领域的发展，监管和伦理考虑也将变得越来越重要，包括数据隐私、法规遵从性和负责任地使用量子增强的医疗决策系统。

洞察报告强调了与医疗利益相关者（特别是最终用户）早期接触的重要性，以及开放创新论坛和专门测试平台的发展，以促进知识交流和量子医疗解决方案的共同开发。确定近期有影响力的用例仍然是重点，行业强调合作是进展的关键机制。

下一步和全球势头

该报告发布之际，全球势头正在增长。领先倡议——如克利夫兰诊所与IBM的合作，建立了世界上第一台专用于医疗研究的量子计算机，以及Wellcome Leap的量子生物（Q4Bio）项目——正在开创量子技术在药物发现、基因组学和精准医学中的应用。这些努力补充了全球领先的量子计算开发商和制药公司之间的合作伙伴关系，专注于解决实际医疗挑战。

随着量子硬件和算法的不断进步，NQCC预计将从概念验证演示转向实际影响，未来有望加速药物开发、增强诊断、个性化治疗和优化医疗运营。

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