Quantencomputer hilft bei der Suche nach maßgeschneiderter Krebsbehandlung

Krebspatienten sammeln im Laufe ihrer Krankengeschichte oft bis zu 100 Terabyte an individuellen medizinischen Daten. Bisher kann diese riesige Menge an Informationen nicht effizient genutzt werden. Schließlich verfügt kein herkömmlicher Computer über so viel Rechenleistung, dass es sinnvoll wäre, ihn zu verlassen. er sie Deutsches Krebsforschungszentrum Das DKFZ will wissen, wie diese Daten mit einem Quantencomputer systematisch verarbeitet werden können. Wissenschaftler wollen so neue Therapien finden, die gezielter auf Patienten ausgerichtet sind, bei denen Immuntherapien weniger wirksam sind.

Dr. sagt. Nils Hallama, Leiter der Abteilung Translationale Immuntherapie des Deutschen Krebsforschungszentrums (DKFZ) und Chefarzt am Nationales Zentrum für Onkologie in Heidelberg.

Damit verbunden sind anwendungsorientierte Forschungsfragen. Welche Signalketten und biologischen Prozesse spielen beispielsweise bei Krankheiten eine Rolle? Wie kann damit eine individuelle Behandlung ausgewählt werden? Welche Fragen eignen sich auch für Quantencomputer?

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Algorithmen

Das DKFZ-Team hat bereits an den Algorithmen gearbeitet und erste Erfahrungen mit anderen weltweit verfügbaren Simulatoren und Systemen gesammelt. Halama argumentiert jedoch, dass es einen großen Unterschied zwischen der Arbeit an einem Simulator mit perfekten Qubits und einem echten Quantencomputer wie Ehningens IBM Q System One gibt. “Nur dort sieht man, wie stabil die Dinge bei einer gewissen Komplexität sind, wo es Fallstricke gibt und was möglich ist.”

Ihre Ideen zum Ehninger System wollen die Forscher nun weiterentwickeln und anwendungsorientiert konkretisieren. Nun gilt es herauszufinden, welche Algorithmen sich für die Verarbeitung von Informationen eignen und wie sie gegebenenfalls angepasst oder neu entwickelt werden können. Aber auch, wie beispielsweise das Debugging noch verbessert werden kann.

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Datenschutz

Bei der Arbeit mit einem Quantencomputer legt Halama großen Wert auf Datenschutz und Geschwindigkeit. Wissenschaftler arbeiten noch mit den Testdaten. Aber wenn künftig echte Patientendaten verwendet werden, “ist ein großes Plus, dass der Quantencomputer von Ehningen nach deutschem Datenschutzrecht arbeitet und die Daten lokal bleiben”, sagt er.

Die Geschwindigkeit der Berechnungen, die das Quantencomputing künftig der klassischen Informatik überlegen machen wird, ist ein weiteres wichtiges Kriterium. Bei Krebspatienten zählt jeder Tag und es werden schnelle Entscheidungen getroffen. Da Quantenprozessoren Daten parallel statt sequentiell verarbeiten können, können sie selbst große Datenmengen in einem Bruchteil der Zeit analysieren, die gewöhnliche Computer benötigen.

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