日本富士通研究所開發出了一種技術，通過模擬下一代計算機「量子計算機」，讓普通計算機能快速制定腦腫瘤放射治療的方案。指定治療方案的時間最多可縮短至醫生制定方案的百分之一左右。能減輕佩戴治療器具等候的患者的負擔，還可以減少醫生的工作時間。該公司計劃將其作為專用軟體進行銷售。
富士通研究所用來制定腦腫瘤治療方案的「數字退火器」的晶片（圖片由富士通提供）
採用放射線「伽瑪（γ）射線」的「伽瑪刀」無需開顱就能直接照射腦腫瘤。通過從不同方向照射192條γ射線光源，就可以鎖定患處進行照射。由於γ射線照射到大腦正常部位的話，可能會對人的認知功能和身體機能產生不良影響，因此要分成多次仔細照射γ射線。
該技術首先利用計算機斷層掃描裝置（CT）和磁共振造影裝置（MRI）準確確認腦腫瘤的形狀，然後制定治療方案。以前是由醫生參考專用軟體的計算結果，根據經驗決定從哪個角度照射γ射線以及照射多大的範圍。
以前制定治療方案需要約1.5～3個小時的時間。在此期間，患者要打好麻藥並佩戴著固定頭部位置的器具等候。醫生和照看患者的護士的負擔也很大。
此次，富士通研究所採用了「數字退火器（Digital Annealer）」技術，利用普通計算機模擬再現了量子計算機的功能。該技術沒有實現量子（量子計算機的基礎）的特殊行為，而是利用數字電路進行相似的處理。
該技術可以同時嘗試多種γ射線照射部位的組合。在大約兩分鐘内就能制定出一個最佳的治療方案，既可以向腦腫瘤照射提供充足的劑量，又可以減少對健康部位的照射。
與該團隊合作開展聯合研究的加拿大多倫多大學在49名「聽神經瘤」（腦腫瘤的一種）患者的數據上測試了該系統的性能。模擬實驗確認，與以往的治療方案相比，能以同樣的精度瞄準腫瘤照射。今後將確認其他類型的腦腫瘤是否也可以利用該技術制定治療方案。
在普通計算機上模擬量子計算機功能的技術，也是日本政府量子創新戰略的一個重點。預計被稱為「門型」的真正的量子計算機要到2050年前後才能解決實際問題，因為開發很耗費時間。
像數字退火器一樣，受到量子計算機啟發的計算技術很可能首先在醫療、新藥開發和化學等研究領域中率先普及。
日文：草鹽拓郎、《日經產業新聞》，2021年4月5日
中文：JST客觀日本編輯部
