量子技術在醫療如何應用 報導 D-Wave Systems 和 ACCENTURE


引言:量子科技是一個充滿機會和挑戰的新興領域,運用量子善於處理大量複雜數據的優勢,可顯著提高疾病診斷的準確性。其技術潛力包括進行早期疾病偵測、個性化醫療方案的制定、藥物開發、基因組分析和醫學成像等有極大的應用價值。

 

博大國際視野:前瞻技術 / 量子科技 / 5年投入80億成立量子科技國家隊

量子技術在醫學的應用正受到全球各國政府的重視,並伴隨著大量的投資活動。2023年全球醫療保健量子運算市場規模預計為8,210萬美元,預計到2030年將達到7.516億美元,2023-2030年分析期間複合年成長率為37.2% (2024/06/26 Global Industry Analysts)。美國、德國、英國和中國等國家都在積極推動量子技術的發展,本次報導為探勘近期有哪些公司及量子科技在醫療領域的應用,透過專利情報,從20202024年新申請的專利中,列舉公司及醫療相關應用。包括BIOVENTURES在開發癌症治療藥物、IX INNOVATION在手術機器人的應用、PIVOTAL BIOTECH自動生成診斷和治療建議等等,羅列如下。

 

2020-2024 Related Patent

國別

公司

應用

專利號 - 專利名稱

加拿大

D-Wave Systems

加速藥物的開發,利用量子退火技術加速藥物分子篩選和結構模擬

US11900185B2 - Systems and methods for improving performance of an analog processor

美國

PIVOTAL BIOTECH

智慧化醫療照護,偵測患者使用呼吸器的感覺資訊,並自動產生可能的治療和建議,從而提高使用者的舒適度和安全性。

US20210299387A1 - Adapter with Moisture Trap Assembly for Respiratory Circuit

愛爾蘭

ACCENTURE

根據腫瘤對治療反應的更新,滾動式調整制定放射治療計畫,提升治療效果

US20210316157A1 - Quantum computation for intensity-modulated radiation therapy

美國

BIOVENTURES

開發癌症治療藥物

US12118414B2 - BCL-2 proteins degraders for cancer treatment

美國

IX INNOVATION

減少手術機器人在手術中的錯誤,提高手術效率

US11583361B1 - Robotic surgical inventory management

印度

Sun Pharmaceutical Industries Ltd

glucagon-like peptide-1 (GLP-1) 開發

US20240400613A1- GLP-1/GIP DUAL AGONISTS

西班牙

Multiverse Computing SL

解讀腦電圖感測器 (BCI)產生的腦電圖測量數據,來解碼人的思想或意圖

US20240069634A1 - Brain activity sensing and computer interfacing

美國

NEWPORT

神經疾病的診斷和治療,使用在操作過程中自動改進的參數集來提供大腦監測和刺激設備的能力

US20240186007A1 - Cognitive quantum computer

日本

日本YAHOO

根據人臉部表情等生理信號數據來估計人的情緒,應用於各種終端設備,如頭戴顯示器、VR眼鏡等

JP2020210798A - 資訊處理裝置、資訊處理方法以及資訊處理程序

中國

上海图灵智算量子科技有限公司

用於產生用於生物醫學、材料和神經科學應用的數據特徵的模型

CN114580614A -用於產生資料特徵的模型

美國

胡虎平

通過量子糾纏產生非局域效應,使藥物不直接接觸的情況下對人體產生效果

CN101432999B - 用於產生量子糾纏和物質的非定域效應的方法和裝置

從上述專利技術挑選幾個值得關注的專利專利權人且公開資訊較完整的廠商,以利瞭解有哪些投資活動或跨域合作的消息,並進一步從專利技術情報來解讀相關內容,提供量子醫學的相關資訊:挑選其中較高影響力廠商 D-Wave Systems 和 ACCENTURE 進行報導。

壹、   D-Wave Systems成立於1999年,總部位於加拿大不列顛哥倫比亞省的本那比市,是全球首位推出商業量子電腦的公司,專注於量子退火(Quantum annealing)技術的開發,其創始團隊包括Geordie Rose等人,並以超導量子位元為基礎,致力於解決複雜的優化問題。退火方式用於尋找最佳組合的計算等,用途有限,但具有容易提高整合度的優點,到2020年推出最新機型「advantage」具備超過5000個量子位(2021/02/18日經新聞)。其技術已被應用於藥物分子設計和醫療優化問題,與生物醫藥公司合作,利用量子退火技術加速藥物分子篩選和結構模擬。該公司還參與了COVID-19相關藥物的多肽設計研究

延伸閱讀:量子電腦研發:美國領先,中國直追 (2021/02/18日經新聞)


US11900185B2 解決傳統的量子計算方法在處理多體交互和非平凡問題時,無法有效地校正偏差,導致計算結果不準確或效率低下的問題。D-Wave 提出了一種混合計算系統,結合了類比處理器和數位處理器,提高了計算的準確性和效率。 提高計算準確性:通過調整可編程參數,能夠有效補償計算過程中的偏差,從而提高結果的準確性。 加速計算過程:利用量子退火技術,能夠更快地找到問題的低能量解,顯著縮短計算時間。 擴展應用範圍:該技術可應用於更廣泛的計算問題,包括優化問題和複雜的多體系統,提升量子計算的實用性。

貳、   Accenture前身是安達信(Arthur Andersen)會計師事務所的管理諮詢部門,成立於1953年。該部門於1989年獨立,並在2001年更名為Accenture。總部位於愛爾蘭都柏林的全球領先管理諮詢、資訊技術和業務流程外包公司,專注於為客戶提供戰略、數位化轉型、技術和運營服務,並在全球擁有超過710,000名員工。Accenture全球衛生實踐部門主管暨高級總經理Kaveh Safavi博士表示,隨著數位化已逐漸成為醫療保健運作的一部分,企業或組織機構必須掌握一套更新的技術,即由區塊鏈、AI、和量子運算所組成的DARQ技術,以便能提供更加便利、有效的醫療服務。這些技術將會成為未來數位化醫療的重要基石(2020/02/24 DIGITIMES)

延伸閱讀:Using quantum computing to enhance radiotherapy (2021/10/08 Youtube)

延伸閱讀:Why is Quantum computing important? (2022/08/26 Youtube)

 US20210316157A1 解決目前在放射治療(IMRT)中,治療計畫需要解決複雜的組合優化問題,這些問題涉及多個變數(如輻射強度、束流角度等),並且需要根據腫瘤對治療的反應定期更新。這些計算通常需要大量的計算資源,導致資源稀缺,只有少數患者能夠獲得高質量的治療計畫。

量子運算在醫療領域的發展潛力正逐步顯現,為藥物發現和個人化醫療帶來革命性的變革。隨著量子技術的進步,研究人員能夠更快速且準確地模擬分子行為,這不僅加速了新藥的研發過程,還提高了藥物設計的精確性。量子計算的強大計算能力使得在藥物篩選和結構優化方面的應用成為可能,從而顯著縮短了新藥上市的時間。此外,量子計算還能夠分析大量的基因組數據,幫助醫療專業人員制定更為個人化的治療方案,進一步提升治療效果,並減少副作用。隨著越來越多的製藥公司和研究機構投入資源於量子技術的開發,未來量子運算有望成為醫療保健行業的重要工具,推動整體醫療體系的創新與進步。這一技術的廣泛應用將為解決當前醫療挑戰提供新的思路和解決方案,為人類健康的未來帶來希望。


註:DARQ技術是一個由四種關鍵技術組成的框架,這些技術被認為是推動未來數位化轉型和創新的重要力量。包含分散式帳本技術 (Distributed Ledger Technology, DLT)、人工智慧 (Artificial Intelligence, AI)、擴增實境 (Extended Reality, XR)、量子計算 (Quantum Computing)DARQ技術特別是在金融服務、醫療保健和製造業等領域。這些技術的結合不僅能提高運營效率,還能創造新的商業模式和增強客戶體驗。


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