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Wie kann Quantum Computing eine Rolle im Gesundheitswesen spielen?

1. Januar 2021 - Parul Saini, Webmedy-Team


Die Technologie ist da, und das Gesundheitswesen ist ein Sektor, der viele Potenziale für die Integration von Quantum Computing birgt. Quantum Computing ist heute nicht nur eine Sache der Wissenschaft. Die Gesundheitsbranche übernimmt den Einsatz von Quantencomputern, um eine patientenorientierte Versorgung zu unterstützen.

Da wir in ein Zeitalter der personalisierten Gesundheitsversorgung eintreten, wird die Abhängigkeit von Wearables und die Notwendigkeit, eine riesige Datenmenge zu erfassen und in einem Format für den klinischen Einsatz zu verarbeiten, dringend. Quantencomputing kann ein großartiges Werkzeug sein, um dies zu erreichen.

Was ist Quantencomputing?

Die Computer, die wir heute verwenden, verarbeiten Informationen unter Verwendung einer Reihe von Nullen und Einsen oder "Bits". Ein Quantencomputer nutzt die Vorteile der üblichen Beobachtung in der Quantenphysik. Ein einzelnes Bit kann gleichzeitig eine „1“ und eine „0“ sein – auch als Quantenbit oder „Qubit“ bekannt. Es ist die einzige bekannte Technologie, die für bestimmte Aufgaben exponentiell schneller sein kann als klassische Computer, wodurch die Berechnungszeiten potenziell von Jahren auf Minuten reduziert werden können. Quantum Computing ist ein revolutionäres Konzept in der digitalen Datenverarbeitung, das auf dem universellen Prinzip basiert, nach dem die Natur arbeitet, nämlich der Quantenphysik.

Quantencomputing im Gesundheitswesen

Die Fähigkeit von Quantum, in großem Maßstab zu berechnen, wird es Klinikern ermöglichen, eine große Anzahl von funktionsübergreifenden Datensätzen in den Risikofaktor ihrer Patienten einzubeziehen. Außerdem wird uns Quantencomputing ermöglichen, die Teilnehmer klinischer Studien anhand von mehr Referenzpunkten auszuwählen, wodurch eine bessere Übereinstimmung zwischen Protokoll und Patient sichergestellt wird.

Genauigkeit und Schnelligkeit der Diagnose und Behandlung werden zu einer Notwendigkeit für eine qualitativ hochwertige Versorgung. Quantum Computing birgt das Potenzial für beispiellose Rechenleistung und -geschwindigkeit. Mithilfe von Quantencomputern können Ärzte Korrelationen finden und Diagnosen oder Behandlungen erstellen. Quantencomputing mit seiner Intelligenz könnte das moderne Gesundheitswesen komplett verändern. Die Technologie könnte schnell Muster in Gesundheitsdaten identifizieren, die von Millionen von Patienten gesammelt wurden – in einem Bruchteil der Zeit.

Vorteile, die Quantum Computing dem Gesundheitssektor bietet

Wie oben erwähnt, sind die Möglichkeiten des Quantencomputings endlos. Hier werden wir Bereiche des Gesundheitswesens abdecken, in denen Quantencomputing einen direkten Einfluss hat oder haben wird.

  • Verbesserte Bildgebungslösungen

    Quantenbildgebungsmaschinen können extrem genaue Bilder erzeugen, die die Visualisierung einzelner Moleküle ermöglichen. Algorithmen für maschinelles Lernen und Quantencomputing zusammen können einem Arzt bei der Bewertung der Behandlungsergebnisse helfen. Die alten MRTs können helle und dunkle Bereiche erkennen, und der Radiologe muss die Probleme bewerten. Aber Quantenbildgebungslösungen können zwischen Gewebetypen unterscheiden, was eine genauere und präzisere Bildgebung ermöglicht.

  • Diagnose

    Wenn es um die Diagnose und Überwachung von Krankheiten geht, ist Quantencomputing nicht weit dahinter. Krebspatienten unterziehen sich meist einer Chemotherapie und wissen monatelang nicht, ob die Behandlung anschlägt oder nicht. Dank der Fortschritte im Quantencomputing ändert sich das jedoch. Quantencomputing wird es Ärzten ermöglichen, viel, viel mehr Daten parallel, gleichzeitig und in allen Permutationen dieser Daten zu vergleichen, um die besten Muster zu finden, die sie beschreiben.

  • Datenmanagement

    Der Quantencomputer fördert einen Schlüsselaspekt für die Gesundheitswissenschaften – die künstliche Intelligenz. Unter seinen Anwendungen finden wir Big Data, die auf KI und Quantencomputing angewendet werden. Diese hochmoderne Technologie bietet die Möglichkeit, riesige Mengen komplexer Daten aufzuzeichnen, zu sortieren und zu analysieren und darin Muster zu finden. Dieser Nutzen für die Gesundheit ist von unschätzbarem Wert, und Quantum Computing kann dazu beitragen, viele Gesundheitsprozesse zu rationalisieren.

  • Verbesserte Strahlentherapie

    Strahlen werden verwendet, um betroffene Zellen zu zerstören oder ihre Vermehrung vollständig zu stoppen. Die Reduzierung von Schäden an den umgebenden Zellen ist eine große Herausforderung der Strahlentherapie. Um zu einem optimalen Strahlentherapieplan zu gelangen, sind zahlreiche Simulationen erforderlich, bevor ein optimaler Plan bestimmt wird. Mit Quantencomputern lassen sich die Möglichkeiten, die für jede Simulation in Frage kommen, einfach und schnell finden. Es wird Ärzten ermöglichen, die beste Therapie zu bestimmen und schneller zu planen.

  • Proteinfaltung

    Proteine sind Grundbausteine des Lebens. Die Fehlfunktion eines bestimmten Proteins ist häufig darauf zurückzuführen, dass es falsch gefaltet ist. Detailliertere Kenntnisse darüber, wie Proteine gefaltet werden, können zur Entwicklung neuer Therapien und Medikamente beitragen. Ein Quantencomputer wird theoretisch in der Lage sein, eine Vielzahl möglicher Protein-Faltungsstrukturen gleichzeitig zu testen und die vielversprechendsten zu erkennen.

Zusammenfassung

Quantum Computing kann lebensrettende Anwendungen bieten, die wir noch nie zuvor gesehen haben. Wir müssen die Quantentechnologie und ihre Anwendung im Gesundheitswesen genau beobachten. Wenn universelle Quantencomputer künftig in der Forschung und Weiterentwicklung im Gesundheitswesen eingesetzt werden können, würden sie vermutlich ganze Entwicklungsprozesse reformieren. Komplexe biochemische Reaktionen können effizient simuliert und Reagenzien gezielt entwickelt werden.

Die Präzisionsmedizin, bei der versucht wird, verschiedenste Patienteninformationen zu kombinieren, um die richtige Diagnose zu stellen und genau die richtigen Therapieempfehlungen für den Patienten auszusprechen, könnte in den kommenden Jahren durch den Einsatz von Quantum Computing einen enormen Schub bekommen.

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