Điều chưa biết về y học lượng tử

Sử dụng điện toán lượng tử thúc đẩy công nghê mRNA, công nghê cổn lõi vắc xin COVID 19 của Moderna, giúp đẩy nhanh quá trình tạo vắc xin mới.

Tiềm năng trong y học

Virus Corona càng ngày càng lây lan nhanh hơn, xa hơn và bất ngờ hơn, cho thấy rằng thế giới đang trở nên nhanh hơn trong việc tìm ra các loại thuốc.

Trong lĩnh vực vực y học hoặc sản xuất thuốc, bác sĩ và các nhà khoa học đang tiến tới mô hình công cụ với sực mạnh khủng khiếp: điện toán lướng tự, bơi nó có khả năng tính toán nhanh gấp hàng tỷ lần so với công nghệ máy tính đương thời.

Tuy nhiên, công nghệ y học đã có những bước tiến đáng kể, ví dụ, vào những năm 1980, khi phân tích cấu trúc như bản đồ protein của HIV, người ta phải mất bốn năm; tuy nhiên, đối với COVID19, các bác sĩ chỉ có 12 ngày để phân tích bản đồ protein bằng các kỹ thuật mới. Tuy nhiên, việc phát triển một phương pháp chữa trị hoặc vaccine vẫn mất nhiều thời gian và chi phí cao đến mức các hãng dược phẩm lớn không phải lúc nào cũng có động lực để thử nghiệm.

Bắt đầu với việc lọc hàng triệu phân tử để xác định hàng trăm phân tử đầy triển vọng có tiềm năng cao trở thành thuốc, ước tính hành trình này kéo dài khoảng 15 năm và tiêu tốn 2,6 tỷ USD. Do dư đoán hành vi không chính xác và giới hạn mẫu, 99,9% sẽ là thất bại.

Máy tính lượng tự, về lý thuyết, sẽ hỗ trợ tìm thuôc trong silico tướn cuối và xác định các quy trình chê tạo thuôc chỉ trong vài ngày. Thậm chí, các nhà khoa học còn hy vọng máy tính lướng tử sẽ mô phỏng luôn cơ thể con người và mô phỏng tác động của thuốc lên cơ thể.

Đó là những kỳ vọng về tương lai xa, còn ở hiện tại, hãy xem sự kếp giữa y học và lượng tử ngay trước măt.

Ứng dụng thực tế

Tại một số địa điểm, đã có một bản kê đơn giữa lượng tử và y học. Gần đây, việc kết hợp giữa Moderna và IBM đã được công bố. IBM đã đồng ý cho phép Moderna truy cập vào các hệ thống máy tính lượng tử và mô hình AI kết hợp của họ để nghiên cứu tiêm phòng HPV và tạo ra liêêêệu pháp RNA mới. Vào năm 2030, Moderna cũng không giấu tham vọng cung cấp vaccine mới cho bệnh ung thư, bệnh tim và các bệnh khác.

Trung tâm Nghiên cứu Ung thư Đức (DKFZ) sẽ lên kế hoạch sử dụng máy tính lượng tử IBM Q System One ở Ehningen, Đức, để phân tích dữ liệu bệnh nhân ung thư nhằm điều trị cá nhân hóa, không chỉ có Moderna quan tâm tơi lướng tử. Máy tính lượng tử có thể chạy giải trình tự bộ gen cho mọi người trong lĩnh vực này, đưa ra các khuyến nghị điều trị có mục tiêu và sử dụng tốt nhất các loại thuốc hiện có.

Điều này đặc biệt quan trọng đối với các phương pháp điều trị ung thư, trong đó mỗi bệnh nhân có thể tạo ra tới 100 terabyte dữ liệu cá nhân, thời gian là điều cốt yếu và mọi sự chậm trễ đều làm giảm cơ hội điều trị thành công. Máy tính lượng tử so sánh mọi thành phần lâm sàng với mọi sự kết hợp điều trị tiềm năng để đưa ra lựa chọn hiệu quả nhất trong khoảng thời gian ngắn nhất có thể.

Xạ trị vẫn là phương pháp điều trị chính cho các bệnh ung thư, nhưng nếu không được điều chỉnh đúng cách, nó có thể giết chết các tế bào mạnh cùng với các tế bào ung thư. Hàng ngàn biến số và có thể mất nhiều giờ để tạo ra một kế hoạch xạ trị. Hiện tại, với khả năng tính toán của các máy tính cổ điển, kết quả không phải lúc nào cũng chính xác như mong đợi.

Điện toán lượng tử có thể chạy tất cả các hoán vị có thể và xem xét nhiều điểm dữ liệu hơn trong khung thời gian ngắn hơn để tạo ra một kế hoạch điều trị hiệu quả hơn.

Điện toán lượng tử có thể cải thiện chẩn đoán bệnh hiêêêêêm bởi cơ bản, các bệnh hiêm hiêêêêp ít xuất hiêện nên hâu hết các bác sĩ không có kinh nghiêêệm phát hiêện. Tuy nhiên, máy tính lướng tử có thể sử dụng các công cụ học máy mạnh mẽ hơn để so sánh với máy tính triêêu, chẳng hạn như khả năng của một con người. Khi các khối u còn nhỏ xíu, viêệc tiêm MRI, còn được gọi là tiêm tượng tử, có thể phát hiện các khối u.

Các nhà khoa học đang rất hào hứng với các khả năng này, mặc dù các thiết bị quét và chụp ảnh lượng tử vẫn còn ở giai đoạn sơ khai. Cảm biến lượng tử có thể được tạo ra bằng cách kết hợp các hạt nano và điện toán lượng tử và có thể cho phép phát hiện sớm hơn và đáng tin cậy hơn các tình trạng như ung thư hoặc chứng mất trí nhớ.

Công ty công nghệ lượng tử MacQSimal muốn thay thế các máy chụp từ não đồ (MEG) cồng kềnh, đắt tiền và ngốn năng lượng bằng một chiếc mũ cảm biến lượng tử để quét não chính xác hơn. Để tăng cường chẩn đoán bệnh tim mạch, MetaboliQS đang nghiên cứu ứng dụng động lực học lượng tử kim cương cho chụp ảnh tim đa phương thức an toàn hơn.

Cập nhật tin tức công nghệ mới nhất tại fanpage Công nghệ & Cuộc sống