量子计算在医疗保健中的应用：探索数学层面、算法及实际应用

《ARCHIVES OF COMPUTATIONAL METHODS IN ENGINEERING》：Quantum Computing in Healthcare: Exploring Mathematical Aspects, Algorithms and Applications

量子计算在医疗领域展现颠覆性潜力，通过缩短60%药物研发周期和提升25%诊断准确率推动行业变革。研究构建量子机器学习框架，验证三种算法在肺炎X光片分类中的有效性，系统阐释量子态表征、纠缠原理及电路实现

　　

摘要

量子计算在改变医疗保健现状方面具有巨大潜力，它将带来质的飞跃，而不仅仅是渐进式的改进。在本研究中，我们重点探讨了药物发现和生物系统领域当前的现状。本文研究了量子计算在医疗保健领域的潜在应用及其取得的进展和面临的障碍。为了更好地理解所使用的算法，我们通过一个案例研究来说明如何利用量子机器学习（QL）检测胸部X光片中的儿童肺炎。所应用的三种量子算法实现了较为均衡的分类准确率。我们提供了包括量子态表示、纠缠原理和电路实现在内的全面数学框架。分析表明，在未来十年内，量子计算有望将药物发现的时间周期缩短60%，并将诊断准确性提高25%。作为未来的研究方向，对现有算法进行改进将进一步提升其性能。