量子技术：面向医疗与健康领导者的战略性要求

白皮书 2025年12月 内容 介绍6执行摘要 4前言3 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评估创作者用例成熟度102.2创作者量子价值链12 3为交付者提供量子163.1为交付者评估用例成熟度163.2交付方量子价值链19 4量子为赋能者214.1构建医疗保健赋能支柱224.2赋能器量子价值链24 5.429使能因素 结论30 31附录 31A1库存 32A2其他指标的说明 免责声明 本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。此处表达的发现、解读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、其全体成员、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©版权所有。本出版物之任何部分均不得以任何形式或任何手段复制或传输，包括影印和录制，或通过任何信息存储和检索系统。 前言 佩特拉·扬采尔埃森哲首席运营官 亚当·伯登合益集团高级执行副总裁 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正进入一个日益复杂且面临更大压力的时期，需要提供更有效、高效和安全的医疗服务。量子技术开始在这个转变中发挥作用，为模拟生物系统、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，还取决于了解将其规模化应用的操作路径。通过建立合适的合作伙伴关系、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。这份白皮书是《拥抱量子经济：商业领袖的路径》行业系列的一部分，该系列基于《拥抱量子经济：商业领袖的路径》的洞察力构建，阐述了早期进展、主要的挑战和赋能因素，这些因素将决定采用的步伐。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，该白皮书确定了将新兴研究转化为改善患者结果和加强卫生体系实践应用所需的关键监管、标准和人才基础。 我们感谢所有为此工作付出时间和专业知识的贡献者。我们希望它能为寻求了解量子技术如何为医疗保健和生命科学做出可信贡献，以及在未来几年为它们的整合需要采取哪些步骤的决策者提供支持。 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医疗中心和其数字医疗保健转型计划，召集了来自多个学科的专家来 执行摘要 量子技术有潜力颠覆医疗行业，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脱颖而出，成为能够从这一变革中独特获益的领域。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。使得能够精确模拟这些过程或更精确地测量它们的进步，直接转化为理解人体的新途径。其结果是一个领域，其中量子计算、传感和通信不仅相关，而且能够加速药物 发现，实现更早、侵入性更小的诊断，改善患者结果并保护敏感数据。具有前瞻性的组织正在投资、试点和整合量子硬件，制定其长期战略，并培养人才以确保它们在这一波生物医学创新中的地位。 量子解决方案为健康和生命科学领域的针对性应用提供高影响力效益。随着用于传感、通信和数据处理量子硬件的不断发展，有前景的应用正跨四个价值支柱获得关注并成熟： 发现加速 运营优化 加快基于模拟的研发进程，降低新疗法上市的成本和时间 增强跨复杂支付方-提供方网络的调度、物流和护理协调 受信任的数据基础设施 精确诊断 确保数字医疗系统中的医疗记录、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，为革新健康与生命科学领域带来了巨大前景。量子计算预计将大幅加速传统系统目前无法实现的应用，显著影响数十亿美元项目的成本和市场推出时间。量子传感正在带来突破，推动患者护理标准的改进，并最终挽救生命。在日益数字化的医疗网络现实中，量子通信可能大幅降低电子病历（EHR）、自动化人工智能系统和远程程序中的违规风险和篡改风险。综合来看，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。现在的问题已不再是量子是否会改变健康领域，而是从生物制药创造者到健康提供者及生态赋能者这些开拓性组织将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通过系统地探索其领域和相邻行业中的机会，以技术创新驱动价值，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，量子健康领域内的生态系统正迅速扩张，得到基于奖品的挑战、竞争前研发、国际合作和政府支持举措的支持。私营机构越来越多地与公共机构合作，以推进临床试验，保护患者安全，维护道德标准，并确保量子技术最佳地融入卫生系统。这些综合努力正在提高生物医学研发效率，加速学习和临床洞察，并通过建立共享基础设施和与可信标准保持一致来降低投资风险。 简介 领先组织正处在一个拐点，由健康领域的量子突破所推动。 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。除了支持个性化治疗，量子技术还可以加速药物发现的进程，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有效性的诊断工具。量子计算、传感和通信的融合 它将不会仅仅增强当今的系统；它将开拓医学科学全新的领域，塑造一个比以往任何时候都更具预测性、精确性和以患者为中心的医疗保健未来。 健康领域的量子解决方案可以分为三个领域，每个领域都利用量子物理的不同原理来解决特定的瓶颈。 量子计算 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、磁和电场中的微小变化。 量子计算利用量子力学解决经典计算机无法解决或解决速度不够快的问题。 量子通信涉及为通信协议生成和使用量子态。 它通过量子密钥分发（QKD）和量子随机数生成器（QRNGs）保护敏感的健康数据和临床基础设施，提供基于算法和物理定律的保护。 它们通过检测体内微妙的磁场和生物电场，实现超灵敏诊断和成像，支持神经映射、心脏病学、早期疾病检测和药品生产领域的突破。 它利用纠缠和叠加来模拟分子性质和相互作用，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。这个独特时刻标志着从潜力到实际影响的转变，将量子定位为医疗保健机构和生命科学公司创新的催化剂。 将能力融入临床和运营工作流程中。这些动态表明了明确的轨迹：今天进行战略、明智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，领先的机构正在采取措施将量子技术整合到卫生系统中。克利夫兰诊所和IBM2– 由美国国立卫生研究院支持 – 正在利用现场量子计算机推进生物医学研究。在阿联酋，技术创新研究所（TII）正与区域医院和全球量子公司合作，探索传感和模拟应用。3一个由大学、初创企业和制药公司组成的欧盟跨境联盟，在“地平线欧洲”框架下正在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积极互动，无论通过量子经济网络5或数字医疗转型计划。6 总体而言，2024年量子创业公司的风险投资资金接近200亿美元。1传递不仅是对投机兴趣的信号，更是对长期价值创造的重大承诺。问题已不再是量子是否重要，而是为什么领先组织现在优先考虑它——以及它们如何定位自己以获取其益处。 高层赞助是量子计划成功的关键要素之一。当被问及为其量子计划获取资金所面临的障碍时，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-乌茨希格评论道：“获得董事会对我们量子计划的批准很简单——人们对它的战略重要性和潜力有清晰的认识。” 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的转变：量子不再被视为研发的边缘实验技术，而是核心业务目标的战略赋能者。董事会批准重大投资意愿反映了机遇的规模以及竞争格局中不采取行动的风险。 第一部分：量子在下一代中的角色：概述医疗保健的核心（下一代）医疗保健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、弹性和发现 探索第二节：量子为创作者：量子如何改变生物医药研发，从靶点发现到临床试验和制造 当前环境类似于1980年代个人计算机的早期，当时多种架构和操作系统竞争主导地位。如今，量子计算的发展正沿着多种模式推进，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路径，为其在未来生物医学创新中的变革性作用奠定基础。这种多样性反映了竞争的前沿阵地，领导地位将由开创健康和生命科学组织识别高价值应用并有效扩展它们的能力决定。 评估如何第三节：量子技术为交付者提供量子传感、计算和通信，可以改进诊断、护理和运营 检查如何第四章：量子为使能者、监管者、基础设施提供者和资助者通过标准、访问和激励塑造采用 第 5 节：医疗保健战略行动：突出实用步骤和领导者可以采取的创新者合作，以捕获价值并加速采用。 动量得到国家资助计划、以健康为重点的量子试验平台以及加速生物医学算法开发的跨学科伙伴关系进一步放大。医院和研究机构正作为早期采用者和共同开发者出现，试点集成量子的解决方案。 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，如何分配资源以及在何时参与。 1量子在下一代医疗保健中的作用 运用量子技术的变革潜力，推动医疗保健的未来发展。 技术赋能的医疗创新正日益被视作全球优先事项，推动着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中独特健康生态系统的角色来实现。 他们是创作者和传递者，转变为健康赋能者。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，鉴于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因素 生命科学创作者 医院，诊所，医疗器械供应商，支付方-提供方网络，药店连锁 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，科技初创公司 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、高性能计算中心） 信使核糖核酸（mRNA）疫苗的快速开发、人工智能赋能诊断的部署以及数字化协调全球试验的兴起，已经展示了新工具和平台如何改变医疗保健的速度、精确性和覆盖范围。然而，从分散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力。展望未来，最大的机遇在于整合新兴技术，包括先进的人工智能、量子计算和合成生物学，扩大对创新的获取，并建立将发现转化为可扩展的、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，对于实现量子（的）潜力至关重要。 创作者：科学和生物医学突破的始创者 创作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 批准了数字健康工具，发布了健康数据互操作性框架，例如快速医疗健康互操作性资源（FHIR），并扩大了用于基因组测序和大规模临床研究的云和高性能计算的可访问性。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，针对临床应用中新兴技术的监管指南仍然有限，许多系统缺乏管理对于个性化医疗至关重要的不断增长数量的影像、基因组和纵向患者数据的能力。为了实现医疗保健的未来，监管机构和行业必须合作制定针对新兴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、处理和交换复杂的健康数据。 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、基因组学和纵向患者数据的能力。 交付者：提供健康相关服务的供应商 从医院和诊所到药店连锁和护理网络，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，他们推出了远程医疗平台，开始使用人工智能支持诊断和分诊，并通过电子病历连接患者数据。这些工具通过减