Quantum Life Sciences (QLS) is een nieuw vakgebied op het snijvlak van quantumtechnologie, kunstmatige intelligentie (AI) en life sciences. Deze combinatie kan de ontwikkeling van gepersonaliseerde medicijnen en medische innovaties ingrijpend versnellen. Om deze kansen goed voor het voetlicht te brengen, hebben we met een aantal partners een white paper opgesteld. Je vindt hem in deze bijlage: Quantum Life Sciences Key Region Leiden.
Pilotregio Quantumsoftware
- In onze white paper ‘Quantum Life Sciences: Key Region Leiden’ betogen we dat de sleutel niet in hardware ligt, maar in quantumsoftware en algoritmen, goed voor naar schatting 94% van de toekomstige marktwaarde. Quantumsoftware maakt uiterst precieze molecuulsimulaties en efficiëntere geneesmiddelontwikkeling mogelijk.
- Leiden heeft alles in huis om als Europese pilotregio te fungeren: topkennis op het gebied van quantum (Leiden Hub | Quantum Delta NL), AI (LIACS) en biowetenschappen (Leiden Bio Science Park), aangevuld met het nieuwe House of Quantum, locatie Bio Partner 4.
- Key Region Leiden roept Europa op om strategisch te investeren in quantumsoftware binnen de European Quantum Act, zodat Europese innovaties sneller kunnen worden vertaald naar concrete gezondheidsoplossingen.
Oproep aan Europa
Een delegatie vanuit Key Region Leiden bracht een inspirerend bezoek aan Brussel voor de Europese Week van Regio’s en Steden. Met trots hebben we daar onze whitepaper over Quantum Life Sciences gepresenteerd. Samen met het Leiden Bio Science Park en de Applied Quantum Algorithms-groep van de Universiteit Leiden deden we een oproep aan Europa om te investeren in quantumsoftware voor innovatie in gezondheid en biotechnologie. We gaan graag samenwerkingen aan om dit verder te brengen.
Lees ook onze terugblik op het bezoek aan Brussel.
IMPACT MAKEN MET QUANTUM LIFE SCIENCES
[LONGREAD: leestijd 5 minuten]
Quantum Life Sciences is een opkomend vakgebied dat wereldwijd een groot verschil kan maken voor het welzijn van mensen. Key Region Leiden is uitstekend gepositioneerd voor dit nieuwe vakgebied en is klaar om te dienen als Europese pilotregio voor quantum life sciences, waarbij toonaangevende expertise in quantumtechnologie, AI en life sciences / biotech / gezondheid wordt samengebracht.
Hardware alleen is niet voldoende
Het volledig benutten van quantumtechnologie vereist een grotere focus op quantumsoftware, omdat hardware alleen niet voldoende zal zijn en omdat softwaretoepassingen naar verwachting 94% van alle quantumwinsten zullen opleveren. Europa heeft het concurrentievoordeel om een leider te worden in quantumsoftware, mits het een software- en algoritmegerichte strategische positie inneemt met de Europese Quantum Act.
Nieuw vakgebied: Quantum Life Sciences
De wereld wordt hervormd door drie technologische revoluties:
- Natuurkundigen, die de communicatie- en computertechnologieën hebben gecreëerd die we nu gebruiken, beheersen nu de directe manipulatie van atomen en elektronen om nieuwe quantumtechnologieën te ontwikkelen, die fundamenteel nieuwe mogelijkheden bieden, ver voorbij wat nu mogelijk is.
- Levenswetenschappers, die inzoomen op de moleculaire bouwstenen van het leven en op de fundamenten van gezondheid en ziekte, staan op het punt gepersonaliseerde geneeskunde te ontwikkelen die specifiek is afgestemd op de unieke genetica van elke patiënt.
- Computerwetenschappers hebben tegelijkertijd machine learning, grote taalmodellen en andere vormen van kunstmatige intelligentie (AI) omgezet in krachtige tools die de wereld veranderen.
Precies op het snijvlak van deze revoluties ontstaat een nieuw domein: Quantum Life Sciences. In dit nieuwe domein bieden quantumtechnologieën gecombineerd met AI volledig nieuwe tools om de life sciences / biotech / gezondheidssector een grote stap verder te brengen.
Quantumtools
Quantumtechnologieën gebruiken de principes van de quantummechanica om ongekende tools te creëren voor computing, communicatie, sensing en simulatie. Deze verschillende quantumtools beloven het gezondheidsonderzoek te versnellen, klinische besluitvorming te verbeteren en de gezondheidszorg in het algemeen te versterken. Quantumcomputers kunnen bijvoorbeeld de ontwikkeling van nieuwe medicijnen versnellen. Dit gebeurt nu grotendeels via trial-and-error: moleculen worden in het lab getest, wat leidt tot veel mislukte pogingen en hoge kosten. Dit maakt het extreem moeilijk om medicijnen te ontwikkelen die gepersonaliseerd zijn voor individuele patiënten.
Grote winst door quantumcomputers
Significante winst kan worden behaald als moleculaire interacties vooraf kunnen worden voorspeld. Dit is ongelooflijk moeilijk, omdat moleculen zich gedragen volgens de complexe wetten van de quantummechanica. Simulaties zijn zo ingewikkeld dat zelfs onze krachtigste supercomputers en de nieuwste AI-modellen ze niet aankunnen. Echt nauwkeurige simulaties vereisen rekenkracht die simpelweg niet beschikbaar is, en ook niet beschikbaar zal zijn, op ‘klassieke’ computers. Toekomstige quantumcomputers zullen voldoende rekenkracht hebben om deze uiterst complexe problemen op te lossen. Bedrijven en universiteiten werken hard aan steeds krachtigere quantumcomputers, waarvan wordt verwacht dat ze binnen 5-10 jaar aanzienlijke bruikbaarheid zullen bieden. Wereldwijd worden hier miljarden in geïnvesteerd.
Software op basis van quantumalgoritmen
Net zoals huidige computers niet kunnen functioneren zonder software, zullen de quantumcomputers van de toekomst speciale quantumsoftware nodig hebben, gebaseerd op quantumalgoritmen. Quantumalgoritmen openen fundamenteel nieuwe mogelijkheden voor medicijnontwikkeling. Denk aan:
- Simulatie van moleculaire systemen op quantum-niveau, met hogere precisie dan klassieke modellen;
- Snellere en nauwkeurigere identificatie van veelbelovende moleculen voor nieuwe medicijnen via quantum machine learning, of door AI-modellen te trainen met quantum simulaties;
- Optimalisatie van lab- en proefopzetten met quantum optimalisatie-algoritmen.
McKinsey voorspelt dat quantumcomputing “een miljardenkans biedt om medicijnontwikkeling, -ontdekking en -levering te revolutioneren door nauwkeurige moleculaire simulaties en het optimaliseren van complexe processen mogelijk te maken.” Quantumsoftware is cruciaal om deze winst te behalen.
Europese pilotregio
Leiden is een van de weinige plekken die top-expertise, zowel academisch als industrieel, in de drie pijlers combineert: quantum, AI en life sciences / biotech / gezondheid. Het huisvest wereldklasse onderzoek in quantumtechnologie (Quantum Hub Leiden) en AI (Leiden Institute of Advanced Computer Science), en het Leiden Bio Science Park, het grootste bioscience park van Nederland en een van Europa’s grootste clusters voor biotech en farmaceutisch R&D.
Bruggenbouwers
Op het gebied van quantumtechnologie blinkt Quantum Hub Leiden uit in quantum sensing en quantumalgoritmen. Het Applied Quantum Algorithms (aQa) initiatief van de Universiteit Leiden brengt natuurkundigen en computerwetenschappers samen om nieuwe softwareconcepten te ontwikkelen. Lopende initiatieven met het Drug Research Institute (LACDR) van de Universiteit Leiden zullen de samenwerking tussen quantum, AI en life sciences verder versterken. Samen met partners zoals Quantum Delta NL (inclusief Delft), Quantum Amsterdam en het bedrijfsleven werkt Leiden actief aan het overbruggen van de kloof tussen fundamentele quantumkennis en echte klinische impact.
Kruisbestuivingen
Leiden verwelkomde onlangs het House of Quantum, de eerste incubator exclusief voor start-ups en scale-ups op het snijvlak van quantum, AI, life sciences en gezondheid. Interacties worden gestimuleerd tussen al deze groepen, en meer belanghebbenden worden uitgenodigd via een nationaal centrum dat alles kan omvatten. Deze kruisbestuiving is al gaande, met het eerste consortium dat quantumtechnieken gebruikt voor medicijnontwikkeling dat momenteel in Leiden wordt gevormd. Leiden biedt de schaal, infrastructuur en interdisciplinair cultuur om te dienen als Europese pilotregio voor quantumtoepassingen in de life sciences.
Kansen voor Europa
- Quantum Life Sciences: vormgeven aan de gezondheidszorg van de toekomst. Quantumtechnologieën, van quantum sensing tot quantum computing, gecombineerd met AI bieden volledig nieuwe tools om de life sciences / biotech / gezondheidssector een grote stap verder te brengen. Met steun van Europa kunnen de quantum life sciences beginnen met het verbeteren van het leven van mensen. Science for life!
- Quantum Europa Strategie: investeren in softwaretoepassingen. Zonder quantumsoftware zal quantumtechnologie haar enorme potentieel niet bereiken. Ondanks grote investeringen in quantumhardware blijft de investering in software en algoritmen achter. Wij roepen de Europese Commissie op om dit gat te vullen en bewust te investeren in quantumsoftware en algoritmen met toepassingen die essentieel zijn voor strategische autonomie. Europa’s strategische positionering met de Quantum Act zou zich meer moeten richten op quantumsoftware, waar ze een reëel concurrentievoordeel hebben, in plaats van alleen te concurreren met grote techbedrijven die miljarden uitgeven aan quantumhardware. Naar schatting komt 94% van de winst in deze opkomende technologie uit software, slechts 6% uit hardware. Door specifiek te focussen op software in de Quantum Act, maar ook in de Biotech Act en het Competitiveness Fund, kan Europa een leidende rol nemen in de quantumrevolutie, de verdere ontwikkeling van quantumtoepassingen in life sciences en gezondheid waarborgen, en Europa’s toekomstige gezondheid beïnvloeden.
- Sleutelregio Leiden: pilotregio voor quantumtoepassingen in life sciences. Leiden heeft al de fundamenten om quantum te verbinden met de life sciences: wereldleidende kennis, een hoge concentratie bedrijven, een toegewijde incubator en de drive om quantuminnovaties snel om te zetten in impact. Europa kan profiteren van deze troeven en van de urgentie die in het Leidse ecosysteem wordt gevoeld, en een wereldleider worden in opkomende gebieden zoals quantum sensing en quantum medicijnontwikkeling. Dit zal de EU-doelen operationaliseren om wetenschappelijke vooruitgang in alle quantumdomeinen om te zetten in echte toepassingen en impact.
