量子技术：健康和医疗保健领导者的战略要务（英）

2025年12月 白皮书 内容 前言3 执行摘要4 引言 6 1 量子在下一代医疗保健中的作用 8 2为创作者的量子102.1创作者用例成熟度评估102.2创作者量子价值链12 3量子为交付者163.1为交付者评估用例成熟度163.2传递者的量子价值链19 4为使能者提供量子214.1构建医疗保健赋能支柱224.2赋能量子价值链24 5.1275.2285.3285.429常用战略行动创作者配送者使能因素 结论30 31附录 31A1库存 32A2其他指标解释 贡献者33 尾注 免责声明 这份文件由世界经济论坛发布，作为对某个项目、洞察领域或互动的贡献。此处表达的研究结果、解释和结论是经世界经济论坛促进和认可的合作过程的结果，但其结果不一定代表世界经济论坛、其全体会员、合作伙伴或其他利益相关者的观点。© 2025 世界经济论坛。版权所有。本出版物之任何部分均不得以任何形式或通过任何方式复制或传播，包括复印和录音，或通过任何信息存储和检索系统。 前言 夏姆·比森世界经济论坛健康与医疗保健中心主任 佩特拉·扬策尔埃森哲高级执行副总裁 亚当·伯登埃森哲高级副总裁 杰里米·尤根斯世界经济论坛首席执行官 健康与生命科学领域的领导者们正进入一个日益复杂、要求提供更有效、高效和安全的医疗保健的时期。量子技术开始在这个转变中发挥作用，为建模生物系统、提高诊断精度和加强敏感健康数据的保护引入了新方法。然而，进步不仅取决于探索这些技术，还取决于理解将其规模化运营的途径。通过建立合适的项目伙伴关系、框架和投资策略，组织将推动量子技术在健康与生命科学生态系统中的负责任和有效使用。 探索这些问题。本白皮书是系列行业报告的一部分，该系列基于见解构建，拥抱量子经济：商业领袖的路径,说明了早期的进展、 主要挑战和能够决定采用速度的使能因素。它捕捉了领先机构如何看待量子技术，并绘制了更广泛实施的准备情况。最后，本文确定了将新兴研究转化为改善患者结果和加强卫生系统的实际应用所需的关键监管、标准和人才基础。 我们感谢所有分享时间和专业知识以塑造这项工作的贡献者。我们希望它能够支持决策者理解量子技术能够在医疗保健和生命科学领域做出可信的贡献，以及未来需要采取哪些步骤来为它们的整合做好准备。 世界经济论坛和埃森哲，通过论坛的量子经济网络以及健康与医疗保健中心及其数字化医疗转型计划，已经召集了来自多个学科领域的专家 执行摘要 量子技术有可能颠覆医疗行业并永远改变医疗保健的未来。 量子技术正开始重塑许多行业。健康与生命科学领域因其独特定位而成为从这一变革中受益的独特领域。这两个领域中许多最困难的挑战，从模拟分子相互作用到测量微弱的生物信号，都根植于量子物理现象。使其能够精确模拟这些过程或更精确测量它们的进展，直接转化为理解人体的新途径。其结果是一个领域，量子计算、传感和通信不仅相关，而且可能加速药物 发现，可实现在早期且侵入性较小的诊断，改善患者结果并保护敏感数据。具有前瞻性的组织已开始投资、试点和整合量子硬件，制定其长期战略，培养人才，以确保他们在下一波生物医学创新中的地位。 量子解决方案为健康与生命科学领域的特定应用场景提供高影响力效益。虽然用于传感、通信和数据处理量子硬件持续演进，有前景的应用正跨四个价值支柱获得关注并走向成熟： 发现加速 操作优化 增强复杂支付方-服务方网络中的调度、物流和护理协调 加速模拟密集型研发，降低新疗法上市的成本和时间 可信数据基础设施 精确诊断 保障数字健康系统中的医疗记录、临床工作流程和人工智能（AI）模型安全 使用量子传感器改善早期疾病检测和患者数据分析 量子计算与量子传感、量子通信相结合，为革新生命与健康科学领域带来了巨大潜力。量子计算有望从根本上加速传统系统目前难以实现的应用，显著影响数十亿美元项目的成本和上市时间。量子传感正在推动突破性进展，将改变患者护理标准并最终挽救生命。在日益数字化的医疗网络现实下，量子通信可能大幅降低电子健康记录（EHR）、自动化人工智能系统和远程手术中的安全漏洞和篡改风险。总而言之，这些变革性技术为人们提供了通往此前难以企及的能力的途径。问题已不再是量子是否会改变医疗，而是生物制药创制者到医疗提供者和生态赋能者等开拓性组织如何引领塑造这一未来。 医疗保健和生命科学领域的领导者正通过系统地探索其领域内及邻近行业的机会来驱动价值，以确定量子可以在哪里发挥作用并提供竞争优势。 尽管仍处于萌芽阶段，围绕量子医疗技术的生态系统正迅速扩张，得益于基于奖品的挑战、非竞争性研发、国际合作和政府支持计划。私营组织越来越多地与公共机构合作，推进临床试验以保护患者安全、维护伦理标准，并确保量子技术在医疗系统中的最佳整合。这些综合努力正在提高生物医学研发效率，加速学习和临床见解，并通过实现共享基础设施和与可信标准的协同来降低投资风险。 引言 领先组织正处在一个拐点，由健康领域的量子突破所驱动。 量子技术代表了医疗保健领域的范式转变，有潜力重新定义其整个价值链。除了实现个性化治疗外，量子技术可以加速药物发现的步伐，在日益数字化的医疗保健生态系统中保护敏感数据，并创造更具沉浸感和诊断效果的诊断工具。量子计算、传感和通信的融合 它将不会仅仅增强今天的系统；它将开启医疗科学全新的前沿领域，塑造一个比以往任何时候都更具有预测性、更精确和以患者为中心的健康新未来。 健康领域的量子解决方案可分为三个领域，每个领域都利用量子物理学的不同原理来解决特定的瓶颈。 量子计算 量子计算利用量子力学来解决经典计算机无法解决或无法快速解决的问题。 量子通信涉及生成和使用量子态来进行通信协议。 量子传感器探测和测量时间、重力、温度、压力、旋转、加速度、频率、磁场和电场中的微小变化。 它通过量子密钥分发（QKD）和量子随机数生成器（QRNGs）保障敏感健康数据和临床基础设施安全，提供基于算法和物理定律的保护。 它们通过检测体内的微弱磁场和生物电场，实现超灵敏的诊断和成像，支持神经映射、心脏病学、早期疾病检测和药物生产方面的突破。 它利用纠缠和叠加来模拟分子特性和相互作用，加速基于结构的药物设计，模拟复杂的生物系统，并优化那些在计算上难以处理的业务流程。 量子技术现在很重要，因为快速的技术进步正与领先组织的采用和整合相结合。这个独特的时刻标志着从潜力到实际影响的转变，将量子定位为健康机构和生命科学公司创新催化剂。 将能力融入临床和运营工作流程。这些动态指向一个明确的轨迹：今天进行战略性、信息充分投资的组织将塑造明天的标准、生态系统和价值链。 在全球范围内，领先机构正采取具体措施，将量子技术融入卫生系统。克利夫兰诊所和IBM 整体量子初创公司的风险投资资金在2024年达到近20亿美元。1 由美国国家卫生研究院支持，正利用现场量子计算机推进生物医学研究。在阿拉伯联合酋长国，技术创新研究所（TII）正与地区医院和全球量子公司合作，探索传感和模拟应用。 传递的不仅是对投机兴趣的信号，更是对长期价值创造的坚定承诺。问题不再在于量子是否重要，而在于为什么领先组织现在要优先发展量子技术——以及它们如何定位自身来捕捉其带来的好处。 一个由大学、初创企业和制药公司组成的跨境欧盟联盟正在 Horizon Europe 框架下开发量子增强型医疗保健解决方案。4 许多这些实体都与世界经济论坛保持着积极联系，无论是通过量子经济网络5 高管层赞助是量子项目成功的关键要素之一。当被问及为其量子项目融资的障碍时，生物制药公司勃林格殷格翰的首席技术官（CTO）兼首席架构师克莱门斯·乌茨希格-乌茨希格表示：“为我们的量子项目获得董事会批准是 straightforward 的——人们对它的战略重要性和潜力有着清晰的理解。” 或数字医疗转型倡议。6 本报告包括五个部分，探讨量子技术在应对不同健康挑战方面的潜力： 这种观点强调了关键转变：量子不再被视为研发外围的实验技术，而是核心业务目标的关键使能者。董事会批准重大投资的意愿反映了机遇的规模以及在竞争格局中不采取行动的风险。 第一部分:量子在下一代医疗保健中的作用：概述医疗保健的核心挑战以及为什么量子独特地适合加速药物和人类生物学的交付、韧性和发现 第二节：量子为创作者：探索量子如何改变生物医药研发，从靶点发现到试验和制造 当前环境类似于20世纪80年代个人计算机的早期，当时多种架构和操作系统争夺主导地位。如今，量子计算的开发沿着许多模式推进，每种模式都有其独特的优势和劣势。与此同时，量子传感和通信领域正在探索多样化的途径，为它们在未来生物医学创新中的变革性作用奠定基础。这种多样性反映了一个竞争的前沿，领导地位将由开创性健康和生命科学组织识别高价值应用并有效扩展的能力决定。 第三节：量子对于提供者：评估量子传感、计算和通信如何改进诊断、护理和运营 第四部分：量子赋能者：考察监管机构、基础设施提供者和资金提供者如何通过标准、准入和激励来塑造采用 第五节：医疗创新者的战略行动：突出领导者可以采取的实际步骤和合作，以捕捉价值并加速采用。 动量进一步被国家资助计划、以健康为中心的量子试验平台以及跨学科合作伙伴关系所放大，这些关系正在加速生物医学算法的开发。医院和研究机构正作为早期采用者和共同开发者涌现，试点整合量子 这些见解综合了量子健康生态系统中来自各方的专家声音。它们是评估量子技术提供实际优势的指南，如何分配资源以及何时参与。 1量子在下一代医疗保健中的作用 利用量子技术的变革潜力，以推动医疗保健的未来发展。 以技术赋能的医疗创新正日益被视为全球优先事项，推动跨国界的进步与合作。当前成就、差距和未来机遇，最好通过审视价值链上独特的健康生态系统角色这一视角来检验。 创造者和提供者转变为健康使能者。这种分类阐述了量子技术作为颠覆性医疗保健转型的催化剂的论点，考虑到当前技术在解决主要行业挑战时的局限性和约束。 配送者健康 健康与生命科学使能者 生命科学创作者 医院，诊所，医疗器械供应商，付费方-提供方网络，药店连锁 监管机构、标准制定机构和全球卫生机构、国家卫生机构、技术和基础设施提供者（IT网络、安全、超大规模企业、HPC中心） 遗传学研究机构，制药实验室，制药公司，生物技术公司，诊断服务提供商，科技初创企业 信使核糖核酸（mRNA）疫苗的快速发展、人工智能赋能诊断的部署以及数字协调全球试验的兴起，已证明新工具和平台如何转变医疗的速度、精准度和覆盖范围。然而，从碎片化的监管到孤立的研究基础设施等障碍，仍在限制其全球影响。展望未来，最大的机遇在于整合新兴技术，包括先进人工智能、量子计算和合成生物学，扩大创新接入，并建立将发现转化为可扩展、现实世界解决方案所需的协作基础。 如图3所示，每个角色在提供健康产出方面都发挥着协同作用，从创造创新药物和治疗到确保它们最终能够到达并惠及患者。一个协作的、跨学科的健康生态系统，将通过克服技术、伦理、经济和监管挑战，来实现量子（量子）的潜力至关重要。 创作者：科学和生物医学突破的起源者 创造者在塑造医疗保健的未来中发挥着至关重要的作用。最近的成就包括 临床使用新兴技术的监管指南仍然有限，许多系统缺乏管理日益增长的影像、基因组和纵向患者数据的能力。 批准数字医疗工具，发布了健康数据互操作性框架，如快速医疗互操作性资源（FHIR），并扩展了用于基因组测序和大规模临床研究的云和高性能计算访问权限。这些进步帮助研究人员和提供者更有效地构建、共享和部署新技术。然而，临床使用的尖端技术监管指南仍然有限，许多系统缺乏管理对个性化医疗至关重要的不断增长的影像、基因组和纵向患者数据的能力。为了实现医疗的未来，监管机构和行业必须合作制定尖端工具的明确政策和标准，并确保存在基础设施以安全地存储、处理和交换复杂健康数据。 提供健康相关服务的供应商 从医院和诊所到连锁药店和照护网络，提供者处于患者护理的前线，将创新转化为切实的健康成果。近年来，他们推