Quantencomputing – Früh- und Verlaufsdiagnostik von Hirntumoren

Quantencomputer verfügen über eine extrem hohe Rechenkapazität, die neue Anwendungen ermöglicht, die auch mit bisherigen Hochleistungsrechnern nicht berechenbar sind. Dabei rechnen sie zwar wie normale Computer mit Bits, diese unterscheiden sich aber erheblich. Während ein Bit eines herkömmlichen Computers nur zwei Zustände annimmt (0 und 1), kann ein Quanten-Bit (Qubit) in einer Überlagerung beide Zustände gleichzeitig annehmen (Superposition). In der Folge können Daten gleichzeitig verarbeitet werden – die Rechenkapazität eines Quantencomputers ist wesentlich höher als die eines gängigen Computers.

Für die Medizin eröffnet die extrem hohe Rechenkapazität der Quantencomputer neue Möglichkeiten. In der Medikamentenentwicklung können beispielsweise komplexe Simulationen zur Wechselwirkung von Molekülen zu enormen Fortschritten führen. In einem Verbundprojekt des Fraunhofer Instituts für Kognitive Systeme und des Klinikums der Ludwig-Maximilians-Universität München wird aktuell untersucht, wie Quantencomputing und Künstliche Intelligenz (KI) für intelligente Diagnostik und Gesundheitsversorgung angewendet werden können. Fokus des Forschungsprojekts: die Früh- und Verlaufsdiagnostik von Hirntumoren.

Spezifisch wird untersucht, inwieweit eine bessere Analyse von Bildrohdaten durch den Einsatz von KI-Methoden möglich ist, sowie inwieweit die Interaktion von Gehirnarealen analysiert und simuliert werden kann. Ein weiteres Aufgabenfeld der Forscher:innen betrifft medizinische Entscheidungsprozesse: Wie können diese durch integrierte Betrachtung von Bild- und weiteren Daten verbessert werden? Der Einsatz von Quantencomputern könnte in diesen Bereichen einen Durchbruch erzielen.