干货报告| 量子技术在生命科学中的未来 （前沿观察）

原文：(Capgemini )THE FUTURE OF QUANTUM IN LIFE SCIENCE

编译：崔帅 编辑：Chris

在过去的60年里，生命科学行业的研发支出大幅增加，一种新药推向市场的成本创下了新高。在未来10年中，量子——一种全新的计算范式——有望更快、更有效地引入新疗法。但是，这项技术虽然为企业提供了巨大的机会，却也涉及了一些重要的问题，比如量子技术的应用方向、投资时机如何把握、如何让投资随着时间的推移产生价值等。

（正文2800字，阅读时间约5-7分钟)

01 探索量子的前景，带来新的治疗方法

在一个由实验主导的行业中，模拟、优化和编排流程或其部分的能力可以缩短时间、降低成本并降低故障率。在整个制药价值链中应用量子计算的机会很多——从研发的早期阶段到大规模制造能力的创建以及中间的每个步骤。

量子技术最明显的机遇之一是药物分子的发现和优化。潜在候选药物与生物靶标的相互作用基本上是由量子力学控制的，因此，以前所未有的精度和规模模拟自然的能力是量子计驱动生命科学行业发展的重要意义。

除了模拟药物-靶标相互作用，量子计算还可以在早期阶段通过识别先导化合物来帮助分子发现，这涉及到使用量子机器学习的方法来实现虚拟筛选和生物信息预测。

此外，量子优化具有广泛的应用，在先导优化阶段的分子设计中具有特殊的价值。在探索改善先导分子的变化时，识别合成和测试的最佳选择的能力对于缩短时间至关重要。

公司越能优化药物发现和开发过程，并使用生物信息技术来增强或取代实验室分析，他们就能越快地识别和优化先导分子，并发掘出强大的候选药物。这既减少了实验的工作量，允许研究团队专注于更小、更集中的分子池，也将计算技术应用于最有前途的方面，这反过来又影响了开发时间的缩短，并有助于降低成本。

02 生命科学中的量子:我们在哪儿？下一个是什么?

尽管在科技界大名鼎鼎，但量子计算机还没有在任何行业的商业模式上产生优势规模。截至2022年，量子硬件正在迅速发展，IBM提供了基于超导电路的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实现的计算，但量子位数量、量子位质量和操作速度的限制使其目前无法实现商业应用。纠错技术将允许执行越来越复杂的计算，但这反过来又需要更多的量子位可用。

也就是说，近年来量子计算机的规模呈指数级增长，预计这一趋势将在未来继续下去。随着不断有新投资流入创业行业，IBM和谷歌等主要科技公司也将大量资源投入到量子硬件的开发中，我们有理由相信量子的前景比想象的更近。

如果我们仅从数字方面考虑量子的未来，业界预计到2023年底，超过1000个量子位的量子计算机将通过云服务来满足用户需求。假设在质量和操作速度方面有相应的进步，初步的商业应用可以在3-5年内实现，5-10年内有望取得重大进展。从这一点上讲，我们将有可能解决数字计算中一些棘手的问题，并将量子集成到企业系统和技术堆栈中。

03 跳出量子炒作周期

无论是体量很小的初创公司还是规模很大的科技公司，都不缺乏对量子的热情。但是，由于兴奋有时会让位于夸张，这项技术的发展和成熟的时间表经常被歪曲，导致了一种虚假的紧迫感，并要求进行巨额投资。

就像任何新兴技术一样，量子投资是一个平衡问题。一方面，量子技术在药物开发生命周期中提供的机会是不可否认的，影响将是深远的；另一方面，预计还需要十年或更长的时间才能达到量子计算商品化的阶段。

对于生命科学公司而言，这意味着他们应该经过计算、衡量和战略采取行动，为他们的业务做好准备，以便在技术达到成熟的时候进行投资。生命科学公司可以采取的四项关键行动，为量子未来做好准备。

行动一：调整研发投资

在这个关键时刻，将整个创新预算都投入到量子上既没有必要也不明智。不可否认，量子是一项很有前途的技术，将在未来的药物开发中发挥重要作用。因此企业应该逐步着手建设自己的能力，在这一领域进行适度但具有战略意义的投资，从一些最有前途的早期用例中产生竞争优势，通过适当的技能和流程，随着技术的发展而发展。

更重要的是，要将投资纳入长期研发计划，以便随着技术的发展和进步而灵活调整和扩大。

行动二：制定量子路线图

虽然量子技术需要被纳入长期研发计划，但也要制定明确的路线图。尽管各行各业已经产生了很多量子技术应用案例，但要详细了解量子对特定组织的影响、可能的开发时间表、未来所需的技能以及更广泛的变更管理等，这是一个系统，而不是孤立的技术。

作为一项新兴技术，量子技术也会遇到伴随新能力而来的陷阱和风险。例如，一些组织可能会不断追求技术用例，超过了可以获得有用价值的点；一些机构可能会进行重大但短暂的投资来探索技术，然后停止，因此无法保留投资的价值等。因此，至关重要的是，公司要选择能够最大化机会的应用案例，并开发相关的能力，以扩大项目的规模，以提供长期价值。

我们经常建议我们的客户采用“快速失败和学习”的方法，在这种方法中，投资是战略性的，并持续监测和衡量进展。从那时起，组织应该根据需要调整计划，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足够成熟，以交付预期的影响。

行动三：建立量子技能和专业知识

随着量子在各行各业获得越来越多的关注，人才战略的重要性不可低估。对于公司来说，重要的是利用他们的长期研发计划和量子特定计划来吸引和留住人才。

根据预测，博士级别的量子物理学家和量子科学家将会出现短缺，因此围绕这一能力对现有研发团队的一些成员进行重新定位可能也是必要和最佳的。例如，将具有生命科学领域经验的数学专家整合到量子团队中，将业务问题转化为量子算法空间。

行动四：建立合作伙伴生态系统

目前，我们尚不清楚哪种量子架构将在未来占据主导地位。因此，有一种担忧是，现在进行重大投资的公司有可能支持了“错误”的技术——也就是说，那些技术将在市场竞争中被击败。

与任何先进技术一样，量子领域是复杂且不断发展的。与新发展保持同步的最佳方法之一是聘请合适的合作伙伴，将其作为与价值链其他成员联系的渠道，并在形势变化时帮助指导投资。

此外，策略、实现和变更管理将是量子路线图的关键方面，与合作伙伴建立可信的关系是帮助简化非技术但关键的计划组件，并在量子生态系统中建立连接和关系的一种方法。

04 结语

量子技术的未来可能不会马上到来，但是一定会到来。硬件的快速发展将使未来几年的应用规模迅速扩大。如今，大多数制药研发机构都在某种程度上探索量子领域的机会，这不仅推动了竞争，还创造了需求，因为这与人才、独家合作伙伴关系等密切相关。

虽然量子技术仍处于不断成熟的过程中，但企业现在就应该开始着手准备量子相关的战略，以确保能够抓住机会，并在时机到来时进行大规模投资。正如最近在新冠疫情期间所看到的那样，当需要和机会出现时，生命科学行业能够在新技术方面实现指数级快速增长，今天的行动就意味着明天的优势。