量子在生命科学中的未来-生命科学组织可以采取4项行动来实现可扩展的量子计算战略（英）

未来的量子 生命科学 4生命科学组织可以采取行动使一个可伸缩的量子计算策略 www.capgemini.com L’致的基础 在过去的六十年中，生命科学行业的研发支出急剧增加，成本也随之增加。为市场带来一种新药的新高。 在未来十年中，量子-一种全新的计算范式-显示出引入新颖的希望。 治疗更快、更有效。但是，虽然这项技术为公司提供了一个很好的机会，但它也是一个巨大的机会。在何时何地投资以及如何以某种方式定位这些投资方面提出了重要问题 随着时间的推移推动价值。我们最近的CRI报告探讨了这些问题：量子技术：如何现在就让您的组织为取得量子优势做好准备。 在本文中，我们为生命科学高管提供了关于这项快速发展的技术的入门，并概述了四个清晰的内容。他们可以采取的行动，开始为未来的可扩展量子计算计划奠定基础。 95% 1 10年 10亿美3 药物中失败 平均药物 开元发一种药物的成本 发展 开发时间表 并获得市场 4 更多的研发投入,但更少的新药 100 2 10 1 0.1 1950196019701980199020002010 2量子的未来生命科学 3 1 探索 承诺的量子为使新 其他APEUTIC年代市场 4量子的未来生命科学 在以实验为主导的行业中，能够模拟、优化和编排流程或部分它有能力缩短时间表，降低成本并降低故障率。有几个机会将量子计算应用于整个制药价值链-从研发的早期阶段到创造大规模制造能力以及两者之间的每一步。 量子最明显的机会之一是药物分子的发现和优化。这 潜在候选药物与生物学靶标的相互作用从根本上受量子控制力学。因此，以前所未有的精度和规模模拟自然的能力是对生命科学行业中的量子计算感到兴奋。 除了模拟药物-靶标相互作用之外，量子计算还可以在分子的早期阶段提供帮助。通过鉴定先导化合物发现。这涉及使用量子机器学习方法来实现 虚拟筛选和计算机属性预测。 什么是量子计算和它是如何工作的呢? 个别量子位代表 许多可能的状态与此同时, “叠加”…… …使成为可能 执行一些复杂的计算的方式 不可能在传统 硬件…… …这允许写 量子算法 …同时也使解决方案 或简化问题 可以更好的扩展,节省困难或intratable 计算资源…… 数字计算机,如… 优化 复杂的相互联系组合 挑战 机器学习 使用量子原生的方法 模拟的物理和随机系统 量子比特 量子处理器 量子算法 交付一个加速 核心量子可以: 减少对药物发现和时间表开发通过加强造型 和流程优化 提交与更高的候选药物 在临床试验和晚期——成功的机会阶段发展 与将削减成本市场通过新疗法实验增加和 更换 此外，量子优化具有深远的影响 应用，可以在分子设计中找到特别的价值在潜在客户优化阶段。探索更改时 对提供改进的先导分子，能够 确定要合成的最佳选择，测试至关重要削减时间表。 越多的公司可以优化药物发现 和开发过程和在计算机技术中的应用增强或替换实验室检测，速度越快可以识别和优化先导分子，并致力于 强效候选药物。这通过以下方式减少了实验工作：允许研究团队专注于更小，更集中 分子池，同时致力于计算技术 到最有希望的方面。这反过来又减少了开发时间,还有助于降低成本。 5 2 在生活中量子科学: 我们现在…吗接下来是什么? 6量子的未来生命科学 尽管技术界大张旗鼓，但量子计算机尚未达到这一规模。 在任何行业提供商业优势。截至2022年，量子硬件正在迅速发展，IBM提供基于超导电路的127量子位量子处理器。虽然今天的量子计算机可以执行传统硬件无法访问的计算，量子位数的限制，量子位 运营的质量和速度使商业采用目前遥不可及。纠错技术将 允许执行越来越复杂的计算，但这些计算反过来又需要更多的量子位来可用。 也就是说，量子计算机的规模近年来呈指数级增长，预计这一趋势将将来继续。随着源源不断的新投资流入创业行业和主要技术 像IBM和谷歌这样的公司投入了大量资源来开发量子硬件，有有理由相信量子的承诺比你想象的更接近。 如果我们仅从数字的角度来考虑量子的未来，那么业界期望量子计算机具有以下特征：到2023年底，将有超过1000个量子位通过云服务按需提供。假设对应 在质量和运行速度方面的进步，最初的商业应用可以在 3-5年;预计在5-10年内将取得重大进展。从这一点开始，将有可能解决一些问题难以解决数字计算的问题，并且已将量子集成到企业系统和技术堆栈中。 潜在的量子时间表 1-2年 3-5年 -10年5 10年 量子 最初的商业 先进的 完整的集成 电脑超过1000量子比特上可用 应用程序 商业应用程序 为企业系统和技术堆栈 通过云计算的需求 量子计算提出了多种方法来应对生命科学的挑战 量子优化量子机器学习量子模拟 短清单候选人分子从大 组合空间 量子原生造型简化的量子系统使用量子嵌入 量子化学模拟分子片段 选择特征子集可说明的模型 ... 新的,灵活的模型分类和回归 在硅片的预测 ... 嵌入完整的配置交互仿真中 更大的近似模型 ... 7 3 打破了量子 炒作CYCLE 8量子的未来生命科学 从最小的创业公司到最大的科技公司，对量子的热情并不缺乏。但作为兴奋有时让位于夸张，这是这项技术发展和成熟的时间表 经常被歪曲，导致一种虚假的紧迫感，并呼吁进行超额投资。 在量子领域，与任何新兴技术一样，投资是一个平衡的问题。一方面，机会量子在整个药物开发生命周期中提供是不可否认的;影响将是深远的。在 其他，预计需要十年或更长时间才能达到量子计算商品化的阶段。 这对生命科学公司来说意味着他们应该采取经过计算、衡量和战略的行动， 一旦技术达到成熟点，就准备他们的业务资本化。在这里，我们分享四个关键行动生命科学公司可以采取为量子未来做好准备。 行动1:调整研发投资 在这个关头，组织既没有必要也不明智地投入其全部创新预算。 在这一点上，量子甚至使其成为基础元素。同时，量子无疑是一种不可否认的。有前途的技术将在未来的药物开发中发挥重要作用。公司应该开始 建立他们的能力，并在这一领域进行适度但具有战略意义的投资。这将允许组织准备好从一些最有前途的早期用例中产生竞争优势，并拥有正确的 技能和流程到位，以随着技术的发展而增长。 除了资源承诺之外，重要的是要确保投资被纳入长期投资术语研发计划，以便随着技术的发展和进步而灵活和扩展。 动作2:开发一个量子的路线图 虽然量子需要纳入长期研发计划，但它也值得拥有自己的路线图。这包括计划概念验证和阐明业务希望的相关结果等活动 实现。虽然量子用例已经跨行业确定，但要详细了解 影响将取决于特定的组织，可能的发展时间表，未来所需的技能以及更广泛的变革管理是一个旅程，而不是一个孤立的练习。 需要注意的是：生命科学行业对概念验证疲劳并不陌生。作为一项新兴技术，量子肯定会受到通常伴随新功能而来的陷阱和风险的影响。 一些组织可能会陷入继续追求用例的陷阱，超出有用价值可以达到的程度。派生。其他人可能会进行重大但短暂的投资来探索这项技术，然后停止，因此不保留投资价值。为此，至关重要的是，公司选择能够最大限度地利用 机会并发展相关能力，以扩展计划以提供长期价值。 我们经常建议客户采用“快速失败和学习”的方法，其中进行投资 从战略上讲，并始终如一地监测和衡量进展。从那里，组织应该调整 根据需要进行计划，以继续提高业务价值或将用例放在一边，直到技术和相关功能已经足够成熟，可以提供所需的影响。 9 结论 量子的未来可能不是迫在眉睫的，但它是肯定的。硬件开发的快速速度将允许在接下来的几年里，勘探规模迅速增长。大多数制药研发组织都在探索 今天量子在某种程度上的机会，这不仅推动了竞争，而且还创造了需求，因为它与人才，独家合作伙伴关系等有关。 虽然量子技术仍处于成熟过程中，但公司现在应该开始准备他们的战略。 以确保他们能够抓住机会，并在时机成熟时扩大投资规模。正如最近所看到的在全球大流行期间，生命科学行业能够在新技术方面实现指数级的快速增长当需要和机会出现时。今天的行动意味着明天的优势。 投资实验优势 路径与凯捷量子准备 凯捷在支持生命科学组织的量子之旅方面处于有利地位。我们敬业 量子实验室，结合我们在制药和医疗技术方面的深厚行业知识，使我们能够探索这项突破性技术将如何影响生命科学行业，并为 我们的客户。 除此之外，我们与硬件供应领域公认的领导者IBM昆腾建立了长期合作伙伴关系，与我们深厚的量子工程师一起，是早期阶段的两个重要组成部分 量子策略。 凯捷 量子实验室 绝佳的 计算机工程师和业内人士 IBM建立 量子的伙伴关系 深的生活科学的产业知识 11 来源 1辛戈拉尼，公元，关，V.，菲南等。通过人类基因组学提高药物开发成功的几率： 建模研究。科学代表9，18911（2019）。https://doi.org/10.1038/s41598-019-54849-w 2https://phrma.org/policy-issues/Research-and-Development-Policy-Framework 3施兰德，埃尔南德斯-维拉富埃特，K.，郑，西。等。研究和开发一个新的需要多少钱 药？系统回顾和评估。药物经济学39，1243-1269（2021）。https://doi.org/10.1007/ s40273-021-01065-y 4斯坎内尔，J.，布兰克利，A.，博尔登等人。诊断药品研发效率的下降。纳特瑞夫药物 迪斯科夫11，191–200（2012）.https://doi.org/10.1038/nrd3681 12量子的未来生命科学 关于凯捷 凯捷是与公司合作实现转型和转型的全球领导者 通过利用技术的力量来管理他们的业务。集团由导游带领每天通过其技术释放人类能量的目的 包容和可持续的未来。这是一个负责任和多元化的组织 在50多个国家/地区拥有325，000名团队成员。凭借其55年的悠久历史凭借深厚的行业专业知识，凯捷深受客户信赖，能够解决 从战略和设计到运营的整个业务需求， 由快速发展和创新的世界推动，包括云，数据，人工智能，连接性，软件、数字工程和平台。集团2021年全球报告 €180亿的收入。 得到你想要的未来|www.capgemini.com 更多细节请联系:<0]。 安德鲁·奥德曼 生命科学与医疗保健、混合智能总监凯捷咨询工程andrew.alderman@capgemini.com 山姆Genway 量子铅凯捷全球生命科学 Sam.genway@capgemini.com 版权©2022凯捷。保留所有权利。