克利夫兰——在克利夫兰诊所于医疗园区安装首台量子计算机两年后，该技术已取得显著发展，我们对如何使用它的理解也发生了巨大变化。
得益于与IBM合作进行的持续升级，该系统现在比其前身快10倍。这一进步使克利夫兰诊所在医疗保健和生命科学领域的量子创新方面位居世界第二——在这一精英群体中，它是唯一一家医疗机构，其他成员均为制药公司。
克利夫兰诊所首席研究信息官莉拉·杰伊医生表示："发生了太多变化，都是好事。我们大大扩展了与克利夫兰诊所外部的合作伙伴关系范围。我们创建了一个生态系统，一个完整的合作伙伴团队。"
理解差异：量子计算与人工智能
随着人工智能主导医疗保健新闻头条，许多人想知道量子计算有何不同——它是否只是人工智能的另一种形式。
杰伊医生提供了一个生动的类比："一辆跑车可以变得非常快，驾驶起来非常刺激，但无论它变得多好，它永远都不会成为战斗机或飞机。两者之间存在根本区别。这在概念上就是人工智能与量子计算的区别。"
人工智能可以在解决许多问题时变得越来越快、越来越有效，但它从根本上缺乏量子计算所具有的特性。杰伊解释说，未来将涉及按顺序使用这两种技术——就像先开车去机场，然后乘飞机到达目的地，最后使用优步完成旅程的最后一段。
克利夫兰诊所已通过将其量子计算机与GPU系统（AI运行的地方）和传统CPU连接起来，开始整合这一方法。现在这三种系统共同为研究工作服务。
杰伊解释说："未来将是在某个时点使用人工智能。我们知道它已经达到了极限。现在我们必须转向量子计算。量子计算将完成它的任务。然后人工智能可以再次接手后续工作。"
200万美元资助验证了量子计算在癌症治疗中的应用
克利夫兰诊所量子计算工作的实际应用最近获得了重要验证。克利夫兰诊所研究人员与Algorithmiq和IBM合作，通过Wellcome Leap的"量子赋能生物"挑战计划获得了200万美元的资助。
该项目从200多名初始申请者中脱颖而出，获得了这一高度竞争性的全球倡议所有三个阶段的资金支持，该倡议旨在推动量子计算在医疗保健和生命科学领域的应用。
该项目由芬兰Algorithmiq公司领导——该公司是克利夫兰诊所量子创新催化剂计划的首批成员之一——这一多学科项目将量子模拟应用于肿瘤学中的光子激活药物发现，目标是研究量子方法可以提供明显优势的应用场景。
克利夫兰诊所提供了执行这项工作所需的集成环境：现场IBM量子硬件、深入的生物医学和药物发现专业知识，以及针对临床相关问题塑造和测试算法开发的转化洞察力。
该研究聚焦于光动力疗法，这是一种将光敏药物与靶向光照相结合的癌症治疗方法。患者接受一种在肿瘤细胞中积累的药物。当暴露于特定波长的光时，药物被激活并有选择地破坏那些癌细胞，同时尽量减少对周围健康组织的损伤——可能提供与放疗和化疗类似的好处，但副作用更少。
从"大杂烩"到精准工具
当量子计算机首次投入使用时，研究人员预期会向它输入海量数据集——即"大杂烩"方法。这种策略行不通。
杰伊说："我们非常、非常早就放弃了'大杂烩'方法。它行不通。"
该团队发现，量子计算并不关乎大数据；它关乎定义明确且需要大量实验和模拟的数据。这一认识从根本上改变了克利夫兰诊所应用这项技术的方式。
绘制药物研发流程图
研究团队现已绘制出药物研发过程的每一步——从确定新药在体内的作用，到它应该到达的位置，再到与靶点结合后发生的情况。
杰伊说："我们确实一步步地绘制了每个步骤，一直在一步接一步地工作，展示量子计算现在能做而人工智能不能做的事情。"
结果证明是切实可见的。最近，克利夫兰诊所神经科学部门的主任正在研究一种治疗多发性硬化症的化合物，而与量子团队的合作使他完全改变了实验方法。
杰伊说："与量子团队的合作使他彻底改变了整套实验，转向了一个完全不同的方向，因为这将使他比原来的方法更快地找到那种药物。"
克利夫兰诊所预计在未来一年内发表研究论文，证明量子计算如何在制药开发中产生实际影响，而不仅仅是学术兴趣。
罕见病治疗的变革者
量子计算在罕见病领域显示出特别的前景，而人工智能由于数据有限在这些领域表现不佳。
杰伊解释说："当我们向人工智能提供大量数据、大量信息时，它才有效。它分析这些数据并给我们一些答案。这些答案的好坏完全取决于你输入给人工智能的内容。在罕见病方面，根据定义，我们没有大量数据可以输入给人工智能，因此它给出的预测和答案通常不太准确，或者没有太大帮助。"
量子计算的工作方式不同。因为它可以对信息有限的情况进行实验，所以它被设计用来回答那些众所周知难以治疗的疾病相关问题。
杰伊说："我认为，量子计算将在那里发挥作用。"
构建量子人才库
克利夫兰诊所的量子生态系统现已扩展到医疗园区之外。该诊所已与迈阿密大学合作，后者正在开发全国首个量子科学本科、硕士和博士课程。
杰伊说："我们正在创造这个非常独特的人才库，它将推动俄亥俄州和全国其他地区在量子领域的发展。"
该诊所还与卡内基梅隆大学合作，成立了计算与生命科学高级中心，主要专注于量子计算。多家对量子技术感兴趣的初创企业已迁至克利夫兰，因为该地区在这一领域建立了声誉。
医学中的人工智能：进步，而非危险
随着人工智能和量子计算的进步，一些患者担心技术会取代人类医生或损害他们的隐私。作为临床医生接诊患者的杰伊，保持着基于历史背景的乐观观点。
她说："多年前，当谷歌启用其搜索平台时，我会遇到一些患者，他们在来见我之前已经谷歌搜索过自己的问题。那就像我与'谷歌医生'对抗。但我们解决了问题，仍然治疗了患者。我们不能回避进步。"
杰伊将当前时刻比作工业革命时期，当时火车和汽车取代了马匹和马车。"我认为人们不会回过头来说我们应该坚持使用马匹，因为赶马车的人失去了工作，"她指出。"这种情况正在发生。这是未来，我们的机会是找出如何安全地做到这一点，充分利用它，让每个人的生活更轻松、更美好。"
她的哲学是？"要不加入它，要不改进它，但你不能阻止它。世界永远不会倒退。"
投资竞赛
虽然克利夫兰诊所现在运营着最快的医疗应用量子系统，但全球竞争依然激烈——特别是来自中国的竞争。
杰伊说："与中国相比，他们在量子领域的投资速度最快。他们在该技术上的投入比世界上任何地方，包括美国都要多。"
她经常在华盛顿特区讨论这一关切，指出大多数量子投资都集中在设计更好的机器上，而不是确定实际应用。"我们在弄清楚应用方面投入不足，即量子计算机实际上能做什么，"她说。
如果没有足够的应用研究重点，工程师可能会开发出不符合最终用户实际需求的机器。
展望未来
克利夫兰诊所将于6月15日举办其发现与创新论坛，汇聚包括英伟达联合创始人、阿联酋人工智能大学代表以及将超级计算机与量子技术结合的日本大学研究人员在内的全球领导者。英国上议院的巴瑟尔勋爵也将出席。
该活动突显了克利夫兰作为量子中心的新兴角色——不仅是为了技术进步，还为了可能改变医学如何治疗人类最具挑战性疾病的实用应用。
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