Quantum verspricht eine glänzende Zukunft für die Pharmaindustrie

Die Quantencomputertechnologie rückt immer näher an die Alltagsrealität heran. Während die potenziellen Anwendungen von Quantencomputern in bestimmten Sektoren eher spekulativ sind, steht die pharmazeutische Industrie kurz davor, von der Quantentechnologie verändert zu werden: Dieser Sektor wird wahrscheinlich am schnellsten von den Vorteilen des Quantencomputings profitieren, sobald die Technologie vollständig realisiert ist. Doch wie bereit sind die Unternehmen in diesem Sektor für diese Revolution, und welche Veränderungen können wir erwarten?

Die nächste Generation der molekularen Modellierung

Der Schlüssel zur Entdeckung neuer Arzneimittel liegt im Testen und Verstehen der Reaktionen zwischen verschiedenen Materialien und Katalysatoren. Anstatt sich nur auf Experimente im Labor zu verlassen, nutzen Wissenschaftler heute auch computergestütztes Wirkstoffdesign und molekulare Modellierung, um diese Wechselwirkungen zu simulieren und die Entdeckung neuer Verbindungen zu beschleunigen.

Doch selbst die leistungsstärksten Supercomputer von heute können diese Wechselwirkungen nur bis zu einem gewissen Grad an Genauigkeit simulieren. Die Wissenschaftler müssen die Parameter dieser Simulationen vereinfachen, was die Genauigkeit der Modelle verringert. Infolgedessen müssen viele chemische Reaktionen immer noch physisch im Labor getestet werden, was sehr zeitaufwändig sein kann.

Die Modellierung des Verhaltens komplexer Moleküle und der Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Molekülen übersteigt die Möglichkeiten der klassischen Datenverarbeitung - nicht aber die der Quanteninformatik. Diese Technologie wird in der Lage sein, den quantenmechanischen Wechselwirkungspunkt zwischen verschiedenen Atomen zu simulieren, was den Wissenschaftlern hilft, das zugrunde liegende Naturphänomen zu verstehen. Während klassische Computer noch einen Großteil der für die Molekülmodellierung erforderlichen Berechnungen durchführen können, werden Quantencomputer in der Lage sein, diese hochkomplexen Wechselwirkungen zu bewältigen, was zu genaueren Simulationen führt, die Zeit sparen und die Entdeckung neuer chemischer Wechselwirkungen zur Lösung spezifischer Probleme beschleunigen.

Im Gegensatz zu einigen anderen Branchen, in denen nach wie vor umstritten ist, ob die Quanteninformatik die klassische Informatik bei bestimmten Aufgaben übertreffen kann, ist es weithin anerkannt, dass Quantencomputer besser in der Lage sein werden, diese Art von Simulationen durchzuführen. Infolgedessen gibt es im Pharmasektor bereits beträchtliche Bestrebungen, in die Quantentechnologie zu investieren.

Nivellierung des Wettbewerbs

Die Quanteninformatik verspricht nicht nur die mit der Arzneimittelentwicklung verbundenen Kosten zu rationalisieren und zu senken, sondern auch den Prozess potenziell zu demokratisieren. Anstatt einen eigenen Quantencomputer zu besitzen und zu betreiben, werden Unternehmen und Privatpersonen höchstwahrscheinlich mit der Technologie über in der Cloud bereitgestellte Quantencomputer interagieren. Dienste wie AWS nutzen die Cloud bereits, um Kunden Zugang zu Quantencomputertechnologien von mehreren Anbietern von Quantenhardware zu verschaffen. Über diese Cloud-basierten Diensteanbieter kann jeder stundenweise Rechenzeit auf quantenfähigen Supercomputern erwerben. Das bedeutet, dass kleinere Unternehmen und Organisationen wie Universitäten Zugang zum Quantencomputing haben, um ihre Theorien zu testen. Und sobald sich die Leistung des Quantencomputers weiterentwickelt, könnte jeder die für die Entdeckung von Arzneimitteln erforderlichen Berechnungen durchführen, wodurch die Eintrittsbarriere in den pharmazeutischen Bereich gesenkt wird.

Indem neuen Marktteilnehmern die Möglichkeit eingeräumt wird, ihre eigenen Arzneimittel zu entwickeln, wird der Wettbewerb auf dem Markt verstärkt, was zu einer Senkung der Kosten für Arzneimittel für die Allgemeinheit beitragen dürfte.

Die Ethik der Quantenmedizin

Allerdings könnte es anfangs Widerstände gegen die Einnahme von Medikamenten oder Drogen geben, die mit Hilfe der Quantentechnologie entwickelt wurden. Wie wir derzeit beim Aufstieg der generativen KI sehen, werden neue Technologien oft mit Angst und Skepsis betrachtet, die durch eine Mischung aus Medienhype und echten Bedenken geschürt werden.

Es ist wichtig zu betonen, dass jedes Medikament, das mit Hilfe von Quantencomputern entwickelt wird, die gleichen Tests, Kontrollen und Genehmigungen durch Regulierungsbehörden wie die Food and Drug Administration in den USA oder die Europäische Arzneimittelagentur erfordert wie jedes heute entwickelte Medikament.Und das Risiko von Nebenwirkungen wird weiterhin bestehen, da Quantencomputer nicht simulieren können, wie sich ein Molekül auf alle anderen Systeme auswirkt, mit denen es interagieren könnte.

Andererseits dürfte es aber auch einfacher sein, ein mit Hilfe von Quantenmechanismen entwickeltes Medikament zu testen, da es möglich sein wird, die Tests auf anderen Quantencomputern nachzustellen, anstatt ganze Laborexperimente nachzustellen. Und da die Simulationen, die zur Entwicklung des Medikaments verwendet werden, genauer sind - dass das Molekül das Ergebnis erzielt, für das es entwickelt wurde -, sollte die Prüfung und Zulassung des Medikaments einfacher und schneller erfolgen.

Die nächsten Schritte für die Industrie

Wie bereits erwähnt, achtet die Pharmaindustrie bereits auf die Entwicklung des Quantencomputings, aber welche weiteren Schritte sollten sie unternehmen, um quantenfähig zu werden, da sich die Technologie noch weiterentwickelt?

Die Ernennung eines Quantum-Readiness-Teams ist ein guter erster Schritt. Dieses Team kann dafür verantwortlich sein, sich über die Entwicklungen im Bereich Quantencomputing auf dem Laufenden zu halten, herauszufinden, welche Tools verfügbar sind, und den Mitarbeitern des Unternehmens dabei zu helfen, Quantencomputing zu verstehen. Dieses Team sollte auch nach Anwendungsfällen innerhalb des Unternehmens suchen, in denen Quantencomputing zum Einsatz kommen kann: Welche Algorithmen und Berechnungen möchte das Unternehmen beispielsweise auf Quantencomputer umstellen? Sie müssen auch die Effizienz der Umstellung untersuchen, denn obwohl Quantencomputer in der Lage sein können, bestimmte Anwendungen wesentlich schneller auszuführen als klassische Computer, kann der Zeit- und Arbeitsaufwand für die Datenübertragung größer sein als der Nutzen.

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Sobald Unternehmen ein solides Verständnis der Quantentechnologie haben, können sie untersuchen, welche Hardware und Maschinen, die sich derzeit in der Entwicklung befinden, am besten für ihre Bedürfnisse geeignet sind. Da die Quantentechnologie neue Entwicklungsmethoden ermöglichen wird, ist es für Unternehmen auch wichtig zu wissen, wie sie Quantenanwendungen patentieren können, um ihre Wettbewerbsvorteile zu schützen.

Das Quantencomputing wird eine echte Grundlagentechnologie sein, die es den Pharmaunternehmen ermöglicht, Innovationen zu entdecken, die sie heute einfach noch nicht haben. Es wird mehr Wettbewerb ermöglichen und sogar neue Branchen erschließen. Im pharmazeutischen Bereich wird dies dazu beitragen, mehr Leben zu retten und die Gesundheitsergebnisse für Patienten in aller Welt zu verbessern.

Erik Garcell ist technischer Marketingleiter bei Classiq.

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