人工智能与量子技术的融合将加速医疗进步(图片来源:Getty Images/iStockphoto)
人工智能已显著提升效率、诊断准确性和患者可及性,但经典计算无法模拟复杂的分子相互作用或检测超早期疾病信号。量子计算、传感与通信技术正从理论迈向早期临床应用。结合人工智能,这些技术可加速药物研发、实现早期诊断并保障健康数据安全。构建量子安全网络安全、启动试点项目积累机构经验、提升团队的人工智能-量子技术能力,是推动二者融合取得更大成果的关键。
一位心脏病患者因胸痛来到急诊室。几分钟内,量子磁心电图传感器便能检测到传统心电图(ECG)无法捕捉的细微电异常,在造成不可逆损伤前标记出危及生命的状况。这并非遥远未来的愿景——妙佑医疗国际正在验证该技术,标志着医疗领域的新转折点。
人工智能已变革一线医疗服务,但量子技术正 emerge 解决人工智能与经典系统无法攻克的科学与计算难题。医疗领导者的问题不再是量子技术是否会重塑医学,而是其系统能否做好准备参与并受益于这场变革。
精准性、效率与系统级价值
人工智能已快速融入临床运营。从自动化文档处理到影像分析和预测性分诊,人工智能驱动的工具正加速工作流程并减轻行政负担。医疗人工智能市场预计到2032年将达到4910亿美元,年增长率43%,反映出这些工具正迅速嵌入医疗运营。
人工智能通过以下方式创造当下价值:
- 通过自动化病历、理赔处理和分诊支持减轻临床医生工作量
- 强化诊断精准度,尤其在影像领域——目前美国食品药品监督管理局批准的70%以上人工智能工具集中于此
- 通过虚拟护理、监测和早期检测能力扩大患者可及性
然而人工智能受经典计算限制:它能规模化分析数据模式,却无法模拟生物学底层的量子级相互作用,或模拟复杂分子行为;也无法检测存在于经典测量阈值以下的超早期疾病信号。这正是量子技术的用武之地。
量子技术的新兴角色:攻克生物学难题
量子技术(涵盖量子计算、传感与通信)正加速发展,以应对生物医学研究和临床护理的根本挑战。世界经济论坛白皮书《量子技术:医疗健康领导者的战略要务》指出量子技术正在四个价值支柱领域取得进展。
人工智能已加速药物研发,但仍难以预测毒性、建模生物机制或识别早期疾病特征。量子技术瞄准这些缺口:量子化学有望以物理级精度模拟分子与生物系统;量子传感可实时无创检测磁信号和生物电信号;量子通信则能在后量子时代保障电子健康记录、临床工作流程和人工智能管道的安全。这些能力拓展了纯人工智能可实现的边界。
从理论到临床实践的跨越
早期部署已开始重塑医疗实践。IBM与克利夫兰诊所正推进量子赋能的生物医学研究;妙佑医疗国际正试验量子磁心电图以加速心脏分诊;芝加哥大学与维康跃进计划(Wellcome Leap)探索量子增强的生物标志物发现;欧洲联盟正构建量子安全通信网络。
莫德纳与IBM的合作展现了人工智能-量子协同效应。经典人工智能加速候选药物优化,却难以建模核糖核酸(RNA)折叠的复杂性。量子计算可评估这些相互作用,而人工智能解读结果并协调混合工作流程。早期试点中,量子算法产生更高“解决方案多样性”,发掘出经典系统忽略的有效治疗设计,并将建模时间从数周缩短至数小时。量子拓展科学疆域,人工智能实现其实际应用。
两种技术,不同时间线,同一战略目标
人工智能与量子技术处于根本不同的采用周期:
- 人工智能的周期是即时的,当下即可在效率、精准度和可及性方面创造可衡量收益
- 量子技术的周期是变革性的,需即刻投入以解锁可能重新定义疾病检测、治疗与认知的突破
这种不对称性并非矛盾而是机遇。人工智能强化医疗的数字化与运营基础,量子技术则拓展科学与计算的边界。二者的融合将实现更早期检测、更精准疗法、更稳健的数据基础设施及新科学能力。融合能否无缝推进,取决于领导者当下的决策:数据框架如何构建、互操作性标准如何演进、治理与网络安全模型如何适应,以及 workforce 如何准备。只有当今日的人工智能基础坚实且面向未来,行业才能做好准备。
共同挑战:治理、人才与信任
人工智能与量子技术均面临需协同应对的系统性挑战:
- 碎片化法规下的治理复杂性
- 从量子技术专家到具备人工智能素养的临床领导者的全方位人才短缺
- 公平性风险——数字基础设施不均衡可能导致量子诊断集中于精英机构,弱势社区进一步落后
- 可能限制二者规模化应用的互操作性缺口
如世界经济论坛白皮书图4所示,推进量子与人工智能需依赖关键赋能支柱。今日为人工智能解决这些赋能问题,将加速明日量子技术的就绪度。
医疗健康领导者的三大战略行动
为应对即将到来的人工智能-量子融合,医疗健康领导者应优先推进三大战略行动:
1. 强化量子安全数据基础
评估哪些系统依赖易受未来量子攻击的加密技术,并将网络安全战略与新兴后量子标准保持一致。
2. 启动针对性试点以构建机构能力
通过与行业、学术界或联盟合作,探索量子传感诊断或量子增强建模等高价值用例。早期试点积累组织经验并塑造标准。
3. 准备 workforce 与治理结构
将量子素养融入领导力发展、采购标准和研发战略。培育理解人工智能-量子混合技术的跨职能团队,引导负责任的采用。
为何当下至关重要
数十年来,医疗创新以浪潮形式到来。人工智能是当下重塑系统的浪潮;量子技术是紧随其后的新浪潮。二者合力将创造更具预测性与预防性、更安全且科学能力更强的医疗生态系统。
此刻不是犹豫之时,而是需深思熟虑、前瞻行动之际。今日通过强化基础、投资试点和塑造治理来准备的领导者,不仅将采纳医疗的未来,更将帮助定义它。这些选择将决定量子技术是深化全球健康公平还是扩大现有差距,以及突破性成果能否及时惠及患者以变革治疗效果。
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