МЕДИЦИНСКАЯ ФИЗИКА

Квантовые вычисления в медицинской физике: особенности алгоритмов и их перспективы

Алаа Салим Абдалраззак
Университет Альнур, https://alnoor.edu.iq/
Ниневия 41012, Ирак
E-mail: alaa.salim@alnoor.edu.iq
Амир Бадр Худхаир
Университетский колледж Аль-Мансура, https://muc.edu.iq/
Багдад 10067, Ирак
E-mail: ameer.badr@muc.edu.iq
Нидал Рауф Махди
Университетский колледж Аль-Хикма, https://hiuc.edu.iq/
Багдад 10015, Ирак
E-mail: nidhal.raoof@hiuc.edu.iq
Нозад Х. Махмуд
Университета Джихан Сулеймания, https://sulicihan.edu.krd/
Сулеймания 46001, Курдистан, Ирак
E-mail: nozad.mahmood@sulicihan.edu.krd
Салам Аль-Саламе
Университет Аль-Турат, https://uoturath.edu.iq/
Багдад 10013, Ирак
E-mail: salam.madah@turath.edu.iq

Поступила 25.06.2024, рецензирована 02.07.2024, принята 05.07.2024, опубликована 17.09.2024.

Аннотация: Исследуется роль квантовых вычислений в исследованиях в области медицинской физики с упором на их потенциал для повышения эффективности и точности вычислений и разработки новых подходов к лечению. Проведен тщательный анализ литературы последних достижений в области квантовых вычислений и их применения в медицинской физике. Тематические исследования рассмотрены для демонстрации практического применения и возможных преимуществ. Теоретические модели протестированы для прогнозирования будущего развития. Статистические данные о реализации квантовых вычислений собраны из многих источников, особенно об улучшении скорости и точности обработки в приложениях медицинской физики. Результаты показывают, что квантовые вычисления могут значительно повысить скорость обработки сложных методов моделирования и визуализации, при этом некоторые квантовые алгоритмы превосходят классические алгоритмы до 100 раз. Статистические результаты подтверждают перспективность квантовых вычислений. При планировании лучевой терапии квантовые вычисления продемонстрировали повышение точности расчета распределения дозы на 25%. Квантовые алгоритмы сократили время вычислений при молекулярном моделировании примерно на 40%, потенциально ускоряя разработку лекарств и индивидуальную терапию на 30%. Квантовые вычисления могут изменить медицинскую физику за счет увеличения вычислительных мощностей, что может привести к прогрессу в диагностике, планировании лечения и разработке лекарств.
Ключевые слова: quantum computing, medical physics, computational efficiency, radiation therapy, molecular modeling, imaging techniques, drug discovery, personalized medicine, quantum algorithms, interdisciplinary research

УДК 530.145, 519.688, 53:61(075.8)

РЭНСИТ, 2024, 16(6):755-766 DOI: 10.17725/rensit.2024.16.755

Полнотекстовая электронная версия статьи – на вебсайтах http://elibrary.ru и http://rensit.ru/vypuski/article/604/16(6)755-766.pdf