Увеличение продолжительности жизни и разработка лекарств от неизлечимых на сегодня болезней — все это возможно с помощью квантовых вычислений. Их уже начали применять в медицинских исследованиях в разных странах.

Квантовые компьютеры за счет своих вычислительных мощностей могут решать задачи, на которые цифровым устройствам понадобились бы годы и десятилетия. Поэтому квантовые вычисления, как утверждают исследователи, станут инструментами для прорывных научных открытий в разных сферах, включая биологию и медицину.

Так, в мае 2025 года в Калифорнии компании IBM и Google представили собственные технологии, которые помогут раскрыть природу старения человеческого организма. На квантовых компьютерах ученые исследовали структуру белков: по их мнению, это позволит решить проблемы с болезнями, возникающими в пожилом возрасте. Например, IBM продемонстрировала систему для решения фармацевтических задач на квантовом компьютере мощностью в 433 кубита. А Google показала алгоритм для решения проблем старения клеток.

В России тоже создан квантовый алгоритм для разработки лекарственных препаратов с применением искусственного интеллекта. Об этом заявил руководитель научной группы Российского квантового центра, директор Института физики и квантовой инженерии МИСИС Алексей Федоров в мае 2025 года. Разработка российских ученых уже прошла тестирование. Следующим шагом должно стать ее внедрение в практику, и здесь авторы надеются на интерес со стороны инвесторов и представителей фармацевтической промышленности.

Алгоритм был разработан с использованием российского квантового компьютера мощностью в 50 кубитов. Эта работа, как и другие квантовые исследования в нашей стране, проходит в рамках дорожной карты «Квантовые вычисления», существующей с 2020 года. На ее финансирование в 2020–2024 годах было израсходовано 24 млрд рублей.

Активные попытки применения квантовых технологий для расшифровки белков начались в 2020 году. На основе их изучения в мировой науке возникла гипотеза о том, что причины возрастных неизлечимых заболеваний, таких как деменция и болезнь Альцгеймера, могут быть связаны с наличием в организме особых неправильно сложенных амилоидных белков. Сторонники гипотезы считают, что эти белки являются прионами — то есть заражают другие, здоровые белки организма и поражают таким образом его нервную систему. Изучение структуры этих белков с помощью квантовых компьютеров на молекулярном уровне поможет найти лекарство для их обезвреживания или удаления. 

Есть также надежда, что квантовые вычисления помогут разобраться с причинами появления бокового амиотрофического склероза, которым страдал, в частности, известный физик Стивен Хокинг. Изучив структуру белков, вызывающих эту болезнь, можно выяснить, как они действуют на молекулярном уровне, и найти способ лечения. Есть также возможность изучить свойства белков, вырабатываемых генами, вызывающими болезнь Паркинсона, что, возможно, поможет победить ее.

Еще одно направление в медицине, которое связывают с внедрением квантовых компьютеров, — это персонифицированное лечение. Переход на него специалисты ожидают в ближайшие 20–40 лет. Его суть заключается в том, что с помощью квантовых вычислений медикам удастся подбирать терапию для больного так, чтобы она максимально соответствовала индивидуальным особенностям его организма. 

Самые смелые исследователи говорят даже о решении проблемы бессмертия с помощью квантовых компьютеров. Так, в США создана исследовательская группа Altos Labs, которая изучает методы перепрограммирования клеток на омоложение. Идея заключается в том, чтобы перепрограммировать ДНК стареющих клеток на возвращение к исходному состоянию. Экспериментальное подтверждение такой возможности в пробирке уже есть.

Фото: digitale.de/Unsplash