Bevezetés
A kvantumfizika az orvostudománnyal egy olyan spektrumon érintkezik, amely a széles körben alkalmazott klinikai technológiáktól a feltörekvő számítástechnikai és érzékelési paradigmákig, valamint – ettől elkülönítve – az elmével és a tudattal kapcsolatos spekulatívabb javaslatokig terjed. Az alkalmazott metszéspont a diagnosztikai és képalkotó technológiákban látható, ahol az egészségügyi horizontvizsgálat 116 „kvantumtechnológiát” azonosított; ezek közül a magnetoencephalographia (MEG), a kvantumpontok és a SQUID-alapú eszközök gyakoriak az agytérképezésben, a képalkotásban és a kardiológiai diagnosztikában, a diagnosztika pedig az azonosított felhasználások 54%-át képviseli ebben a vizsgálatban[1]. Ugyanez a horizontvizsgálat arról számol be, hogy a kvantumszámítás (28%) és a kvantumpontok (24%) voltak a leggyakoribb alkalmazási kategóriák, és hogy e technológiák 27%-a épít be AI-t, különösen a személyre szabott orvoslás és a képalkotó diagnosztika területén[1].
A második érintkezési vonal mechanisztikus: több áttekintés érvel amellett, hogy az „élethez alapvetően szükséges folyamatok” (pl. az elektronalagutazás a légzési komplexekben, a proton-kapcsolt transzfer a metabolikus enzimekben, a koherencia a fotoszintézisben és a spindinamika a gyökös jelátvitelben) „eredendően kvantummechanikai” jellegűek, és így potenciálisan összekapcsolják az elektron-szintű fizikát a klinikai fenotípusokkal[2]. A harmadik vonal koncepcionális és elméleti, ahol egyes szerzők a tudatot és a határozott észlelést kifejezetten a kvantummérési problémához és a kvantumállapot-redukcióhoz kötik, mint a döntéshozatal és az észlelés javasolt mechanizmusához[3].
Alapvető közös szempontok
A kvantumfizika és az orvostudomány közös alapja, hogy a klinikailag értékes jelek és beavatkozások gyakran molekuláris, atomi vagy szubatomi léptékben erednek, még akkor is, ha a klinikai jelenségek makroszkopikusak; számos áttekintés kifejezetten összekapcsolja a „nanoméretű részecskéket” és a „szubatomi” kvantumelveket az orvosbiológiai eszközökkel és hipotézisekkel[4, 5]. Számos egészségügyi fókuszú áttekintés hangsúlyozza, hogy a kvantumszámítás a klasszikus számítástechnikától abban tér el, hogy qubiteket és kvantumjelenségeket (szuperpozíció és összefonódás) használ az információk megjelenítésére a klasszikus bitektől alapvetően eltérő módon, és ezt tekintik a későbbi orvosbiológiai alkalmazások – például a molekuláris szimuláció és a diagnosztika – alapjának[6].
A mérés és a koherencia szintén átívelő témák, mivel mind a diagnosztika, mind a kvantumeszközök az észlelés jelekre gyakorolt hatásának gondos kezelését igénylik. Egy áttekintés megjegyzi, hogy egy kvantumrendszer mérése „erőteljesen megzavarja azt”, és ezzel indokolja a kvantum-kulcsszétosztást (quantum key distribution) mint biztonsági primitívet, amely képes detektálni a lehallgatást a mérés által bevezetett észlelhető anomáliákon keresztül[7]. Az érzékelés és diagnosztika terén egy másik áttekintés a koherenciaidőt az érzékenység közvetlen meghatározójaként keretezi, és kiemeli, hogy a gyémánt NV-centrumai szobahőmérsékleten is képesek megőrizni a koherenciát, lehetővé téve az idegi vagy biomolekuláris jelek szempontjából releváns gyenge mágneses terek detektálását[8].
Végezetül sok szerző a dekoherenciát és a „meleg, nedves és zajos” biológiai környezetet olyan központi híd-problémaként kezeli, amelyet meg kell oldani a kvantummodellek élő rendszerekhez való kapcsolásához, miközben érvelnek amellett, hogy a biológiai funkciók kvantummechanikai magyarázataira utaló bizonyítékok a kvantumbiológiát mint különálló tudományterületet hívták életre[4].
Alkalmazott és technológiai metszéspontok
A kvantumfizika és az orvostudomány közötti legerősebb és legközvetlenebb közös nevező azokban a technológiákban rejlik, amelyek vagy közvetlenül kihasználják a kvantumjelenségeket (pl. spindinamika az MRI-ben, fotonstatisztika a kvantumképalkotásban), vagy kvantumszámítást/érzékelést használnak az egészségügyi munkafolyamatok javítására. A szakirodalom azt is sugallja, hogy ezek a technológiák a diagnosztikai támogatás, a személyre szabás és a számítási gyorsítás köré csoportosulnak, összhangban a horizontvizsgálati eredményekkel, amelyek azt mutatják, hogy az azonosított kvantum-egészségügyi technológiák között a diagnosztika dominál, és a kvantumszámítás, valamint a kvantumpontok különösen gyakori alkalmazási típusok[1].
Orvosi képalkotás
Az orvosi képalkotást a klinikai diagnózis és a kezelés tervezésének sarokköveként írják le, és több áttekintés kifejezetten részletezi, hogyan hasznosítják a kvantumjelenségeket a képalkotás sebességének, felbontásának és jelminőségének javítására[9]. Egy képalkotásra összpontosító áttekintés megjegyzi, hogy „a spin-alapú kvantumelvek képezik az MRI működésének alapját”, és továbbá azzal érvel, hogy a kvantumvezérlés terén elért eredmények finomíthatják a tisztaságot és csökkenthetik a vizsgálati időt, összekapcsolva a képalkotási teljesítményt a relaxációs mechanizmusokkal és a jel-zaj arány javulásával[9]. Ugyanez az áttekintési kör a PET-et a kvantumoptika határterületeként írja le, olyan kísérleti erőfeszítésekről számolva be, amelyek összefonódott fotonpárokat és fotonszámláló detektorokat használnak a szubmilliméteres felbontás eléréséhez a PET-képalkotásban[9].
A kvantumképalkotást tágabb értelemben úgy írják le, mint amely az összefonódást és a fotonkorrelációkat használja ki a klasszikus optikánál nagyobb felbontás, kontraszt és jel-zaj arány eléréséhez, és amely a képalkotást az anatómiai struktúrákon túl a metabolikus folyamatokra és a molekuláris kölcsönhatásokra is kiterjeszti valós időben[8]. Ez a megközelítés közvetlenül kapcsolódik a klinikai törekvésekhez, mint például az expozíció minimalizálása a pontosság megőrzése mellett, valamint a látható fény számára átlátszó lágyszövetek vagy biomolekulák vizualizációjának lehetővé tétele, többek között többfoton-interferenciát és összefonódott fényállapotokat használó kvantum-szuperfelbontási eljárások révén[8].
Kvantumérzékelés
A kvantumszenzorokat a fokozott orvosbiológiai mérésekhez vezető útként pozicionálják, mivel nagyobb érzékenységet és magasabb térbeli felbontást biztosítanak a „kvantumtulajdonságok fokozott teljesítmény érdekében történő alkalmazásával”, amit azután olyan orvosi célokra vetítenek le, mint az agyból és a szívből érkező mágneses jelek precízebb lokalizációja[10]. A hordhatóságot és a klinikai praktikusságot többször hangsúlyozzák, beleértve a könnyű sisakokra vagy övekre vonatkozó javaslatokat kis szenzorok (pl. semleges atomokon vagy gyémánthibákon alapuló) tömbjeivel, valamint azt az állítást, hogy a további fejlesztések lehetővé tehetik a környezeti feltételek melletti működést kriogén technológia vagy árnyékolt szobák nélkül[10]. Egy rövid és hosszú távú transzlációs narratíva is egyértelmű: egy áttekintés rövid távon a kutatási bioképalkotásban, a spektroszkópiában és a molekuláris analízisre szolgáló mikroszkópiában, hosszú távon pedig az orvosi képalkotásban/diagnosztikában és a gyógyszerhatékonyság elemzésében vetíti előre az alkalmazásokat[10].
Az NV-centrum alapú érzékelést többször kiemelik, mint a klinikailag releváns kvantumérzékelés példáját, mivel az NV-centrumok szobahőmérsékleten is képesek megőrizni a koherenciát, és kvantumbioszenzorként használhatók gyenge mágneses terekhez, amit a szakirodalom az idegi mágneses jelekhez és még a molekuláris szintű detektáláshoz is kapcsol[8]. Ugyanez a keretrendszer kapcsolódik az onkológiai és idegtudományi felhasználási esetekhez is, beleértve azt az állítást, hogy az NV-magnetométereket agyszerű mágneses aktivitás feltérképezésére használták laboratóriumi modellekben, és hogy az NV-centrumok képesek azonosítani a tumorsejteknek tulajdonított abnormális metabolikus mintázatokat vagy mágneses anomáliákat, ami a jelenlegi képalkotásnál korábbi rosszindulatú elváltozás-detektálást tesz lehetővé[8].
Kvantumszámítás és kvantumos gépi tanulás
Számos felmérésben és narratív áttekintésben a kvantumszámítást az orvostudomány szempontjából relevánsként keretezik, mivel megoldást kínálhat olyan számítási kihívásokra, amelyeket „legyőzhetetlennek írnak le a klasszikus számítógépek számára”, különösen a gyógyszerkutatás, a genomika, a személyre szabott orvoslás és a sugárterápia optimalizálási feladataiban, mint például a Monte Carlo dózisszámítás és a kezelési terv optimalizálása[6]. Több szerző kifejezetten a qubit-szintű tulajdonságokra alapozza ezt, megjegyezve, hogy a qubitek kihasználhatják a szuperpozíciót és az összefonódást, így bizonyos formulákban exponenciálisan több információt képviselhetnek, mint a klasszikus bitek, amit a molekuláris szimulációban és az orvosbiológiai adatok mintafelismerésében rejlő potenciális előnyök indoklására használnak[6, 11].
A kvantumszámítás koncepcióigazoló klinikai és orvosi alkalmazásairól számolnak be a „genomika, a klinikai kutatás és felfedezés, a diagnosztika, valamint a kezelések és beavatkozások” területén, és egy áttekintés amellett érvel, hogy a kvantumos gépi tanulás gyorsan fejlődött, és versenyképes lehet a klasszikus benchmarkokkal az orvosi problémák lekicsinyített verzióiban[12]. Ugyanez az áttekintés ezt a pályát a proaktív, egyénre szabott útmutatás hosszú távú víziójához kapcsolja, miközben hangsúlyozza a klinikai átvétel gyakorlati előfeltételeit, például az adatok hozzáférhetőségét, a klinikusok támogatásához szükséges magyarázhatóságot és a betegek magánéletének védelmét[12].
A képalkotásra fókuszáló QML áttekintésekben a motivációt gyakran a növekvő vizsgálati volumenek és a klinikushiány miatti gyorsabb és pontosabb diagnózis kényszereként keretezik, a hibrid kvantum-klasszikus modelleket pedig az MRI és az EEG jobb jelfeldolgozása iránti igényre adott válaszként mutatják be[13]. Ezek a tanulmányok konkrét példákról számolnak be, beleértve egy 5-qubit hardveren vagy szimulátorokon implementált QML klasszifikátort az Alzheimer-kór súlyossági besorolásához, a tradicionális EEGNet-et egy versenyadatbázisban felülmúló kvantum-fokozott EEG modelleket (QEEGNet), valamint a klasszikus rekonstrukciós módszerek műtermékeinek mérséklését célzó kvantum CT rekonstrukciós algoritmusokat[13].
A QML felmérések azt is hangsúlyozzák, hogy a legtöbb orvosi QML tanulmányt még mindig szimulátorokon végzik, nem pedig valódi kvantumhardvereken; ezt a korlátot a kvantumhardverek korai fejlesztési szakaszának és a kvantumprocesszorok korlátozott hozzáférhetőségének tulajdonítják, még akkor is, ha az orvosi feladatokat a betegségek osztályozásának automatizálási igénye motiválja[14]. A kiegészítő QML szakirodalom kiemeli mind az ígéreteket, mind a korlátokat, megjegyezve, hogy kvantum SVM-eket, QCNN-eket és variációs kvantumáramköröket vizsgálnak a nagy dimenziójú orvosi képalkotási feladatokhoz, miközben rámutatnak a barren plateaus jelenségére, a NISQ zajra, a korlátozott qubit-számra és a magas hibaarányra mint a tényleges eszközökön jelentkező gyakorlati akadályokra[15].
Kvantumpontok és fotonikus eszközök
A kvantumpontokat többször úgy írják le, mint nanoméretű félvezető részecskéket, amelyek kvantumbeszűkítése (quantum confinement) meghatározott hullámhosszú, nagy fényerejű és stabilitású optikai emisszióhoz vezet, és ezt a tulajdonságot használják az optikai képalkotásban és diagnosztikában rejlő értékük igazolására[9]. A dedikált QD áttekintések hangsúlyozzák a hangolható fluoreszcenciát, a magas kvantumhozamot és a membránon való áthatolást, mint a nagy felbontású celluláris és biomolekuláris képalkotást, valamint a célzott gyógyszerbejuttatást lehetővé tévő képességeket, ugyanakkor figyelmeztetnek, hogy a hosszú távú stabilitás, a toxicitás, a környezeti hatás és a bioakkumuláció kulcsfontosságú transzlációs kockázatok, amelyeket a biokompatibilitás javításával és felületi módosítással kell mérsékelni[16].
A betegközeli (point-of-care) diagnosztikában a QD-kat fluoreszcens riporterekként pozicionálják a „nagy abszorpciós együtthatók, a hangolható emissziós spektrumok és a fokozott fotostabilitás” miatt, és leírják, hogy javítják a gyorsdiagnosztikai teljesítményt a mikrofluidikában és az oldaláramú immuntesztekben (lateral flow immunoassay) azáltal, hogy csökkentik a detektálási határokat és lehetővé teszik a multiplexelést a méret szerint hangolható emissziós hullámhosszokon keresztül[17]. Ezeket a POC alkalmazásokat olyan példákkal kapcsolják a klinikai működéshez, mint az antitest-konjugált QD-k a szelektív fluoreszcencia-kiolvasáshoz, a szub-ng/mL vírusantigén-detektálás egyes tesztcsíkoknál, valamint a rövid átfutási idők (gyakran fél óra alatt), amelyek enyhíthetik a laboratóriumi terheket és felgyorsíthatják a klinikai döntéshozatalt[17].
A QD-kon túl olyan fotonikus kvantumeszközöket, mint a kvantumkaszkád lézerek, nem-termikus teranosztikai vizsgálatokhoz javasolnak, amelyeket a közép-IR és terahertz tartomány, a penetráció és az abszorpciós spektrum miatt biológiai szövetekhez alkalmasnak tartanak, azt állítva, hogy a patológiás szöveteken való szelektív hatás támogathatja a minimálisan invazív diagnózist és kezelést[18].
Kvantumkriptográfia és orvosi adatbiztonság
Számos áttekintés érvel amellett, hogy a kvantumkriptográfia klinikailag releváns, mivel az egészségügy a betegadatok – beleértve az elektronikus egészségügyi nyilvántartásokat és a távmedicinás kommunikációt – bizalmasságától és integritásától függ[7, 19]. A kvantum-kulcsszétosztást a titkosítási kulcsok „abszolút biztonságú” cseréjeként mutatják be, amely képes detektálni a lehallgatást, mivel a mérés megzavarja a kvantumrendszereket és észlelhető anomáliákat vezet be az elfogott átvitelekben[7, 19]. Az alkalmazási kényszereket explicit módon írják le: egy narratív áttekintés megállapítja, hogy a kórházak és egészségügyi intézmények egyre gyakrabban alkalmaznak kvantumkriptográfiát az EHR-ek védelme érdekében, a kvantumbiztosított távközlést pedig bizalmasnak és hamisításbiztosnak nevezik a távkonzultációk és a létfontosságú beteginformációk cseréje során[19].
Az alábbi táblázat összefoglalja a legfontosabb alkalmazott metszéspontokat és az általuk kínált klinikai értéktípusokat a vizsgált források alapján.
Kvantumbiológia és egészség
A kvantumbiológiát egy feltörekvő területként mutatják be, amely azt vizsgálja, hogy a kvantumjelenségek (beleértve a szuperpozíciót, az összefonódást, az alagutazást és a koherenciát) befolyásolhatják-e a biológiai folyamatokat molekuláris és celluláris szinten, különösen ott, ahol a klasszikus mechanika nem elegendő az atomi/szubatomi kölcsönhatások leírására[20]. A szakirodalom konkrét mechanisztikus jelöltek mellett érvel: a kvantumkoherenciát a fotoszintézis hatékony energiaátvitelének támogatójaként javasolják, a kvantumalagutazást pedig a proton-transzferben látják szerepet játszani az enzimkatalízis során, azzal a további állítással, hogy az ilyen kvantumelvek megértése hatékonyabb gyógyszerek tervezését segítheti elő[20].
Egy kifejezettebben transzlációs megközelítés jelenik meg a „kvantum-biomedicina” áttekintésekben, amelyek azt állítják, hogy a biológiai rendszerek szó szerinti értelemben „kvantumrendszerek”, és hogy több, az élethez elengedhetetlen folyamat (elektronalagutazás a légzési komplexekben, proton-kapcsolt transzfer a metabolikus enzimekben, koherencia a fotoszintézisben és spindinamika a gyökös jelátvitelben) eredendően kvantummechanikai jellegű, ezáltal egy mechanisztikus réteget javasolnak, amely összeköti az elektron-szintű fizikát a klinikai fenotípusokkal[2]. Ezek az áttekintések a kvantumbiológiai célkitűzéseket is összekapcsolják a kvantumtechnológiákkal, kiemelve a kvantum-natív algoritmusokat (VQE, QPE, QITE), amelyek a klasszikus módszerekkel elérhetetlen, erősen korrelált elektronrendszerek problémáit célozzák meg, és megjegyzik, hogy a jelenlegi implementációkat korlátozza a NISQ-korszak hardvere, még akkor is, ha az algoritmusok és az érzékelési eredmények a precíziós és transzlációs medicina feltörekvő eszközeiként jelennek meg[2].
Ezen al-szakirodalom kulcsfontosságú szintézis-eszköze a javasolt Kvantum-Experimentális-Klinikai (QEC) folyamat, amelyet úgy írnak le, mint amely integrálja a kvantumszimulációkat az experimentális validálással és a multi-omikai klinikai adatokkal a betegség-fenotípusok értelmezése és a redox- és spin-érzékeny terápiás célpontok azonosítása érdekében; alkalmazási területekként említik a rák metabolizmusát, a neurodegeneratív fehérje-félretekeredést, az immun/gyulladásos jelátvitelt, a fertőző betegségek mechanizmusait és a gyógyszerkutatást[2]. Ugyanez a keretrendszer a kvantumszenzorokat (különösen az NV-centrum alapúakat) a mágneses terek, elektromos terek, hőmérséklet és redox-állapotok apró változásainak detektálására szolgáló eszközökként pozicionálja, amelyeket a betegségbiológia központi elemeinek tekintenek, és érvelése szerint az iteratív munkafolyamatok felgyorsíthatják a transzlációt a molekuláris szimulációktól a precíziós medicináig[2].
Egy átfogóbb szemléletű áttekintés hangsúlyozza, hogy a kvantumhatásokat korábban valószínűtlennek tartották az élő rendszerekben a meleg, nedves, zajos környezetben várható dekoherencia miatt, de érvelése szerint a különböző biológiai funkciók során talált bizonyítékok a kvantumbiológia megjelenéséhez vezettek, és klinikailag releváns kérdéseket vetettek fel azzal kapcsolatban, hogy a kvantum-klasszikus határok hogyan befolyásolhatják az egészséggel és betegséggel kapcsolatos ismereteket, beleértve a rákkezelési törekvéseket is[4].
Elméleti és filozófiai közös szempontok
A kvantum-orvostudomány határterületén egyes szakirodalmak kevésbé az eszközökre vagy a biokémiai mechanizmusokra, inkább a tudattal és a megfigyeléssel kapcsolatos elméleti állításokra összpontosítanak. Egy áttekintés amellett érvel, hogy a kvantummechanika alkalmasabb a klasszikus mechanikánál a „tudat befogadására”, és kifejezetten azt állítja, hogy a kvantumállapot-redukciók és a hullámfüggvény-összeomlás fizikailag reprezentálhatják azt, ahogyan a tudatos döntések határozott kimenetelekké válnak, miközben a neurológiai hálózatok információt továbbítanak[3]. Ugyanez az áttekintés ezt a kvantummérési problémához köti, a tudatot és a valóságot azon a kérdésen keresztül kapcsolva össze, hogy miért nem észleljük tudatosan a kvantumszuperpozíciókat, hanem ehelyett határozott állapotokat vagy helyszíneket érzékelünk, és ezt koncepcionális hídként mutatja be a kvantumelmélet és a tudatos észlelés között[3].
Ugyanezen érvelés mentén a szerzők potenciális orvosi implikációkat javasolnak, sugallva, hogy a neuronális szerveződés és a „szinguláris végső állapotba” való összeomlás kvantum-ihletésű leírásai segíthetnek a neurális aktivitás változásainak leírásában a neurodegeneratív betegségek (pl. Alzheimer-kór) során, és hogy a tudatos aktivitás anesztézia általi gátlása kvantumprojekciók és sajátállapot-nyelvezet (eigenstate) használatával térképezhető fel[3]. Ezeket a javaslatokat az áttekintés potenciálisan sorsfordítóként mutatja be az orvostudomány számára, kijelentve, hogy a felvázolt elméletnek „hatalmas következményei lehetnek az orvostudomány területére”[3].
Szintézis
A vizsgált szakirodalomban közös szálak rajzolódnak ki, amelyek a kvantumfizikát és az orvostudományt közös mechanizmusokon, korlátokon és transzlációs célokon keresztül fűzik össze.
- Először is, sok szerző a kvantumjelenségeket a számítástechnika és a méréstechnika alapvető erőforrásaiként kezeli, ismételten hangsúlyozva a szuperpozíciót és az összefonódást mint a kvantumszámítás, a kvantumérzékelés és a kvantumkriptográfia koncepcionális alapját, majd ezeket a gyógyszerkutatásra, a diagnosztikára és a biztonságos egészségügyi adatcserére vetítik le[1, 19].
- Másodszor, a területet egyfajta „lépték-áthidaló” törekvés egyesíti, amelyben az elektron- és spin-szintű folyamatokat összekapcsolják a klinikailag megfigyelhető fenotípusokkal, amint azt a kvantum-biomedicina munkák kifejezetten rögzítik, leírva az elektron-szintű folyamatokat a klinikai fenotípusokkal összekötő mechanisztikus réteget, és integrált QEC transzlációs folyamatokat javasolva a szimulációk, kísérletek és multi-omikai klinikai adatok összekapcsolására[2].
- Harmadszor, a szakirodalom a mérést, az érzékenységet és a koherenciát közös operatív korlátként keretezi, ahol a koherenciaidő közvetlenül kapcsolódik a diagnosztikai érzékenységhez a kvantumbioszenzorikában, és az NV-centrumok szobahőmérsékleti koherenciáját a klinikailag releváns magnetometria gyakorlati útjaként kezelik, miközben a kvantumképalkotást nagy felbontású, alacsony expozíciójú eljárásként mutatják be az összefonódás és a fotonkorrelációk révén[8].
- Negyedszer, egy visszatérő számítástechnikai közös vonás, hogy a megcélzott egészségügyi feladatok közül sok (molekuláris szimuláció, dokkolás, genomikai elemzés, dózistervezés) nagy dimenziójú és optimalizálás-igényes; a szerzők ismételten érvelnek amellett, hogy a kvantumszámítás értéke e feladatok szimulációjának és optimalizálásának felgyorsításában vagy javításában rejlik, beleértve a sugárterápia optimalizálását és a Monte Carlo dózisszámítást[6, 21].
- Ötödször, a kvantumos és a klasszikus viselkedés közötti határvonal maga is orvosilag releváns kutatási kérdésként jelenik meg, mivel érvelésük szerint a biológiai környezetek a dekoherencián keresztül kihívást jelentenek a koherens kvantumhatások számára, miközben más áttekintések szerint a kvantummechanikai magyarázatok jobban illeszkednek bizonyos biológiai jelenségekhez, és új megközelítéseket nyithatnak a diagnózisban és a betegségkezelésben, amennyiben az alapvető folyamatok érdemben használnak kvantummechanikát[4].
Korlátok és kilátások
Az alkalmazott szakirodalomban konzisztens korlát, hogy a kvantumszámítási hardver nagyrészt kísérleti fázisban marad, és „jelenleg képtelen” a releváns egészségügyi kérdéseket a tradicionális nagy teljesítményű számítástechnikával versenyképes módon megoldani, még ha a figyelem és a befektetések nőnek is, a koncepcióigazoló bemutatók pedig bővülnek[11]. A NISQ-korszak korlátai is ismételten előtérbe kerülnek, beleértve az eszközök zaját, a dekoherenciát, a hibaarányokat, a korlátozott qubiteket és a skálázhatósági problémákat, valamint az olyan algoritmikus akadályokat, mint a variációs optimalizálási nehézségek (beleértve a barren plateaus jelenséget), amelyek együttesen korlátozzák a robusztus klinikai feladatokban való azonnali alkalmazást[15, 22].
Kifejezetten a QML esetében a felmérések arról számolnak be, hogy sok orvosi QML kísérlet még mindig szimulátorokra támaszkodik a valódi hardverek helyett a korlátozott hozzáférés és a hardverek korai érettsége miatt, ami azt jelenti, hogy a teljesítmény-összehasonlítások és a klinikai léptékű problémákra való általánosítás továbbra is aktív kutatási kihívás marad[14]. Ezzel párhuzamosan a klinikailag orientált QC áttekintések hangsúlyozzák, hogy a transzlációhoz nem technikai feltételekre is szükség lesz, például az adatok hozzáférhetőségére, a magyarázhatóságra és a magánélet védelmére a klinikusi bizalom kiépítéséhez; egyes gyógyszerkutatási folyamatokról szóló áttekintések pedig hozzáteszik, hogy a klinikai vizsgálati adatok összetettsége és a szigorú adatvédelmi követelmények szűk keresztmetszeteket hoznak létre, amelyek biztonságos adatintegrációs keretrendszereket tesznek szükségessé[12, 23].
A kvantumérzékelés és -képalkotás terén bemutatott kilátások optimisták, de fejlesztési fázisban vannak: a víziók a hordható, környezeti feltételek mellett működő bioszenzorok és az olyan kvantumképalkotó módszerek felé mutatnak, amelyek minimalizálhatják az expozíciót a felbontás javítása mellett, lehetővé téve a molekuláris szintű vagy metabolikus képalkotást, ami a kutatási bioképalkotástól és spektroszkópiától a klinikai képalkotás és diagnosztika felé vezető szakaszos ütemtervet feltételez[8, 10]. A kvantumpontok transzlációjában a szakirodalom a képalkotási és point-of-care potenciált következetesen párba állítja a toxicitási és bioakkumulációs aggályokkal, és a felületi ligandumcserét, valamint a kapszulázási stratégiákat írja le a biokompatibilitás és a biztonság javításának aktív megközelítéseiként, sugallva, hogy az anyagtudományi fejlesztések és a hatósági értékelés valószínűleg meghatározó tényezők lesznek a klinikai elterjedésben[16].
