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量子コンピューティングの世界市場 2025-2045

量子コンピューティングの世界市場 2025-2045


The Global Market for Quantum Computing 2025-2045

量子コンピューティング市場は、著しい技術の進歩と商業的関心の高まりによって、変革期を迎えている。この成長の原動力となっているのは、政府による多額の投資、民間企業の参入、加速する技術革新など、複数の... もっと見る

 

 

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Future Markets, inc.
フューチャーマーケッツインク
2025年1月13日 GBP1,000
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サマリー

量子コンピューティング市場は、著しい技術の進歩と商業的関心の高まりによって、変革期を迎えている。この成長の原動力となっているのは、政府による多額の投資、民間企業の参入、加速する技術革新など、複数の要因である。現在の市場環境では、特に超伝導量子ビットとトラップドイオンシステムにおいて、ハードウェア開発が最大の投資シェアを占めている。IBM、グーグル、マイクロソフトなどの大手テクノロジー企業が量子プログラムを推進する一方、IonQ、リゲッティ、PsiQuantumなどの専門企業がそれぞれの技術で大きく前進している。市場はまた、量子ソフトウェアやアプリケーションの分野でも活発化しており、金融、製薬、物流などの業界向けに量子アルゴリズムや使用ケースに特化したソリューションを開発している企業がある。

クラウドベースの量子コンピューティングサービスは、ハードウェアに直接投資することなく、量子機能への幅広いアクセスを可能にし、急速に成長している市場分野である。Amazon Braket、IBM Quantum、Microsoft Azure Quantumがこの変革をリードしており、世界中の企業や研究者が量子コンピューティングリソースを利用できるようになっている。この "quantum-as-a-service "モデルは、近い将来、大幅な市場成長を促進すると予想される。

将来に向けて、量子コンピューティング市場はいくつかの重要な転換期を迎えると予想される。特に、量子コンピューティングが大きな競争優位性をもたらす業界では、特定のアプリケーションで量子的な優位性が達成されることで、企業への導入が進む可能性が高い。金融サービス、創薬、材料科学などは、実用的な量子の優位性を最初に実現する分野のひとつになると予想される。市場はまた、純粋に研究に焦点を当てた活動から、より商業的な応用へとシフトしている。初期段階の量子コンピュータは現在、主に研究目的で使用されているが、今後数年でエラー訂正された量子システムが開発されれば、より実用的な応用が可能になる。この移行は、特に2025年から2030年のタイムフレームにおいて、市場を劇的に拡大させると予想される。

米国の国家量子イニシアティブ、中国の量子戦略、EUの量子フラッグシップといった主要なイニシアティブが、多額の資金と戦略的方向性を提供している。これらのプログラムは、民間セクターの投資とともに、量子技術開発のための強固なエコシステムを構築している。市場が成熟するにつれて、業界の統合と専門化が顕著になることが予想される。フルスタックの量子ソリューションに注力する企業もあれば、ハードウェア・コンポーネントからアプリケーションに特化したソフトウェア・ソリューションまで、量子コンピューティング・スタックの特定のコンポーネントに特化する企業もある。

量子コンピューティングのサプライチェーンの発展も、市場の重要な側面の一つである。各社は、制御電子機器から極低温システムまで、特殊なコンポーネント製造に投資しており、新たな市場機会と潜在的なボトルネックを生み出している。量子コンピュータの規模が拡大するにつれて、量子に特化した部品や材料の市場は大きく成長すると予想される。このようなポジティブなトレンドにもかかわらず、市場はいくつかの課題に直面している。フォールトトレラント量子コンピューティングを実現するための技術的ハードル、熟練した量子人材育成の必要性、近い将来に商業的に実現可能なアプリケーションを特定する課題など、すべてが市場成長に影響を与えている。しかし、これらの課題はイノベーションを促進し、特定の問題に対するソリューションを提供する企業にチャンスをもたらしている。

量子コンピューティング市場は、技術的な進歩と商業的な関心の収束によって、大きな成長機会を生み出す変曲点に立っている。量子コンピューティングの普及への道のりは複雑かもしれないが、市場の基本的な原動力は依然として強く、今後数年間は拡大・進化が続くと思われる。

量子コンピューティングの世界市場2025-2045』は、量子コンピューティング産業、市場動向、技術、この変革的分野を形成する主要プレイヤーを包括的に分析しています。本レポートでは、第一次量子革命から第二次量子革命への進化を検証し、技術的進歩、根強い課題、主要な市場動向など、現在の量子コンピューティングの状況について詳細な洞察を提供しています。本レポートは、量子コンピューティングの基礎技術からハードウェア・アーキテクチャ、ソフトウェア・プラットフォーム、エンドユーザー・アプリケーションに至るまで、量子コンピューティングのエコシステムを網羅した広範な調査である。超伝導、トラップドイオン、シリコンスピン、トポロジカル、フォトニック、中性原子など、さまざまな量子ビット技術の詳細な分析が含まれており、各技術プラットフォームの包括的なSWOT分析も行っている。

分析対象となる主な市場セグメントには、製薬、化学、輸送、金融サービス、自動車産業などが含まれます。本レポートでは、量子化学、AIアプリケーション、量子通信、量子センシング技術を詳細に分析し、これらの分野間のクロスオーバーの機会や相乗効果を強調している。量子コンピューティングのための材料については、超伝導体、フォトニクス、シリコンフォトニクス、光学部品、2次元材料、カーボンナノチューブ、ダイヤモンド、有機金属骨格などの様々なナノ材料を詳細にカバーしている。本レポートは、量子技術スタック全体における材料要件、課題、機会を検証している。

市場分析セクションでは、ベンチャーキャピタルの活動、M&A開発、企業投資、政府の資金提供イニシアティブなど、包括的な投資データを提供しています。2025年から2045年までの世界市場予測では、ハードウェア、ソフトウェア、サービスを網羅し、インストールベース、価格動向、収益源の詳細な予測を掲載しています。本レポートには、ハードウェアメーカーやソフトウェア開発企業からエンドユーズアプリケーションプロバイダーまで、量子コンピューティングのバリューチェーンを網羅する205社以上の広範なプロファイリングが含まれています。企業プロフィールには、技術、製品、パートナーシップ、市場での位置付けに関する詳細情報が含まれています。掲載企業には、A* Quantum、AbaQus、Aegiq、Agnostiq GmbH、Airbus、Aliro Quantum、Alice&Bob、Alpine Quantum Technologies(AQT)、Anyon Systems、Archer Materials、Arclight Quantum、Arctic Instruments、ARQUE Systems、Atlantic Quantum、Atlantic Quantum、Arctic Instrumentsが含まれます、ARQUE Systems、Atlantic Quantum、Atom Computing、Atom Quantum Labs、Atos Quantum、Baidu、BEIT、BlueFors、BlueQubit、BosonQ Ps、C12 Quantum Electronics、CAS Cold Atom、Classiq Technologies、ColibriTD、Crystal Quantum Computing, D-Wave Systems, Delft Circuits, Diatope, Dirac, Diraq, Duality Quantum Photonics, EeroQ, eleQtron, Elyah, Entropica Labs, Ephos, EvolutionQ, Fujitsu, Good Chemistry, Google Quantum AI、g2-Zero、Haiqu、HQS Quantum Simulations、HRL、Huayi Quantum、IBM、Icosa Computing、ID Quantique、InfinityQ、Infineon Technologies、Infleqtion、Intel、IonQ、その他多数(全リストはレポートに掲載)。

本レポートの主な特徴は以下の通り:

  • 量子コンピューティング技術とアーキテクチャの包括的分析
  • 詳細市場予測 2025-2045
  • 政府の取り組みと資金調達状況の分析
  • 量子コンピューティング・インフラ要件の検討
  • 綿密な素材分析とサプライチェーンへの配慮
  • 広範な企業プロフィールと競合環境分析
  • 市場の課題と機会の評価
  • 主要アプリケーション分野とエンドユーザー産業の分析


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目次

1 エグゼクティブ・サマリー 17

1.1 第一次、第二次量子革命 17
1.2 量子コンピューティング市場の現状 19
1.2.1 技術的進歩と根強い課題 20
1.2.2 主要な開発状況 20
1.3 投資状況 22
1.4 世界政府の取り組み 24
1.5 市場の状況 27
1.6 量子技術採用の課題 38
1.7 市場マップ 38
1.8 市場の課題 40
1.9 SWOT分析 42
1.10 量子コンピューティングのバリューチェーン 42
1.11 市場の展望 43
1.12 量子コンピューティングと人工知能 44
1.13 世界市場予測 2018-2045 44
1.13.1 売上高 45
1.13.2 量子コンピューティングのインストールベース予測(システム数) 46
1.13.3 価格 47

2 イントロダクション 48

2.1 量子コンピューティングとは何か?48
2.2 動作原理 49
2.3 古典コンピューティングと量子コンピューティング 50
2.4 量子コンピューティング技術 52
2.4.1 量子エミュレーター 55
2.4.2 量子インスパイアコンピューティング
2.4.3 量子アニーリング計算機 55
2.4.4 量子シミュレーター 56
2.4.5 デジタル量子コンピュータ 56
2.4.6 連続変数量子コンピュータ 56
2.4.7 計測に基づく量子コンピュータ(MBQC) 56
2.4.8 トポロジカル量子コンピュータ 56
2.4.9 量子加速器 57
2.5 他の技術との競合 57

3 量子アルゴリズム 60

3.1 量子ソフトウェア・スタック
3.1.1 量子機械学習 61
3.1.2 量子シミュレーション 61
3.1.3 量子最適化 62
3.1.4 量子暗号 62
3.1.4.1 量子鍵配布(QKD) 63
3.1.4.2 ポスト量子暗号 63

4 量子コンピューティング・ハードウェア

4.1 キュービット・テクノロジー 66
4.1.1 概要 66
4.1.2 ノイズ効果
4.1.3 論理量子ビット 68
4.1.4 量子体積 69
4.1.5 アルゴリズム量子ビット 69
4.1.6 超伝導キュービット 70
4.1.6.1 技術の説明 70
4.1.6.2 材料
4.1.6.3 市場プレイヤー 74
4.1.6.4 スウォット分析 75
4.1.7 トラップド・イオンQubits 76
4.1.7.1 技術の説明 76
4.1.7.2 ハードウェア 78
4.1.7.3 材料 78
4.1.7.3.1 光学部品の集積 79
4.1.7.3.2 高品質ミラーと光学キャビティの組み込み 79
4.1.7.3.3 真空包装とカプセル化のエンジニアリング 80
4.1.7.3.4 廃熱の除去 80
4.1.7.4 市場プレイヤー 81
4.1.7.5 スウォット分析 82
4.1.8 シリコンスピンキュービット 83
4.1.8.1 技術の説明 83
4.1.8.2 量子ドット 84
4.1.8.3 市場プレイヤー 87
4.1.8.4 SWOT分析 87
4.1.9 トポロジカルキュービット 88
4.1.9.1 技術の説明 88
4.1.9.1.1 極低温冷却 89
4.1.9.2 市場プレイヤー 90
4.1.9.3 SWOT分析 90
4.1.10 フォトニックキュービット 91
4.1.10.1 技術の説明 91
4.1.10.2 ハードウェア・アーキテクチャ 94
4.1.10.3 市場プレイヤー 94
4.1.10.4 SWOT分析 95
4.1.11 中性原子(コールドアトム)量子ビット 96
4.1.11.1 技術の説明 96
4.1.11.2 市場プレイヤー 99
4.1.11.3 スウォット分析 100
4.1.12 ダイヤモンド欠陥量子ビット 101
4.1.12.1 技術の説明 101
4.1.12.2 SWOT分析 104
4.1.12.3 市場プレイヤー 105
4.1.13 量子アニール装置 106
4.1.13.1 技術の説明 106
4.1.13.2 SWOT分析 108
4.1.13.3 市場プレイヤー 109
4.2 アーキテクチャアプローチ 110

5 量子コンピューティング・インフラ 111

5.1 インフラ要件 111
5.2 ハードウェアにとらわれないプラットフォーム 111
5.3 クライオスタット 112
5.4 キュービット読み出し 113

6 量子コンピューティング・ソフトウェア 114

6.1 技術の説明 114
6.2 クラウドベースのサービス-QCaaS(Quantum Computing as a Service)。114
6.3 市場プレイヤー 115

7 市場とアプリケーション 119

7.1 医薬品 120
7.1.1 市場概要 120
7.1.1.1 創薬 120
7.1.1.2 診断薬 120
7.1.1.3 分子シミュレーション 121
7.1.1.4 ゲノミクス 121
7.1.1.5 タンパク質とRNAのフォールディング 121
7.1.2 市場プレイヤー 122
7.2 化学品 123
7.2.1 市場概要 123
7.2.2 市場プレイヤー 123
7.3 輸送 124
7.3.1 市場概要 124
7.3.2 市場プレーヤー 126
7.4 金融サービス 127
7.4.1 市場概要 127
7.4.2 市場プレーヤー 128
7.5 自動車 129
7.5.1 市場概要 129
7.5.2 市場プレイヤー 130

8 その他のクロスオーバー技術 132

8.1 量子化学とAI 132
8.1.1 技術の説明 132
8.1.2 アプリケーション 132
8.1.3 市場プレイヤー 133
8.2 量子通信 133
8.2.1 技術の説明 133
8.2.2 種類 134
8.2.3 アプリケーション 134
8.2.4 市場プレイヤー 135
8.3 量子センサー 138
8.3.1 技術の説明 138
8.3.2 用途 139
8.3.3 企業 139

9 量子コンピューティングのための材料 144

9.1 超電導体 144
9.1.1 概要 144
9.1.2 種類と性質 145
9.1.3 超伝導材料の温度(Tc) 146
9.1.4 超伝導ナノワイヤ単一光子検出器(SNSPD) 146
9.1.5 運動インダクタンス検出器(KID) 147
9.1.6 トランジション・エッジ・センサ(TES) 148
9.1.7 機会 149
9.2 フォトニクス、シリコンフォトニクス、光部品 149
9.2.1 概要 149
9.2.2 種類と特性 150
9.2.3 垂直共振器面発光レーザー(VCSEL) 151
9.2.4 アルカリアジド 151
9.2.5 光ファイバーと量子インターコネクト 151
9.2.6 半導体単一光子検出器 151
9.2.7 機会 152
9.3 ナノ材料 153
9.3.1 概要 153
9.3.2 種類と特性 153
9.3.2.1 2次元材料 154
9.3.2.2 遷移金属ジカルコゲナイド量子ドット 154
9.3.2.3 グラフェン膜 154
9.3.2.4 2.5次元材料 155
9.3.2.5 カーボンナノチューブ 155
9.3.2.5.1 単層カーボンナノチューブ 155
9.3.2.5.2 窒化ホウ素ナノチューブ 156
9.3.2.6 ダイヤモンド 156
9.3.2.7 金属有機フレームワーク(MOF) 157
9.3.3 機会 157

10 市場分析 159

10.1 業界の主要プレーヤー 159
10.1.1 スタートアップ企業 159
10.1.2 テック・ジャイアンツ 160
10.1.3 国の取り組み 160
10.2 投資資金調達 160
10.2.1 ベンチャーキャピタル 162
10.2.2 M&A 163
10.2.3 企業投資 163
10.2.4 政府による資金調達 164

11 COMPANY PROFILES 166 (208社のプロファイル)

12 研究方法 299

13の用語と定義 300

参考文献14件 303

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図表リスト

テーブル一覧

表1.第1回と第2回の量子革命17
表2.量子コンピューティングの応用例18
表 3.量子コンピューティングのビジネスモデル19
表4.量子コンピューティング投資(2018年~2024年)。22
表 5.量子技術における世界政府の取り組み。24
表6.2020~2025年の量子コンピューティング産業の発展。28
表 7.量子コンピューティングのビジネスモデル。37
表8.量子コンピューティングにおける市場の課題。40
表 9.量子コンピューティングのバリューチェーン42
表 10.量子コンピューティングのカテゴリー別世界市場、2023~2045 年(10 億米ドル)。45
表 11.ハードウェア販売の世界収益(10 億米ドル)。46
表 12.インストールベース予測(2025-2045)-台。46
表13.技術別設置台数(2025~2045年)-台。46
表 14.量子コンピューターの価格予測(百万米ドル)。47
表 15.量子コンピューターのアーキテクチャ48
表 16.量子コンピューターの応用 49
表17.古典コンピューティングと量子コンピューティングの比較51
表18.量子コンピュータで利用される主な量子力学的現象。52
表19 量子コンピューターの種類量子コンピューターの種類52
表20.量子コンピュータ技術の比較。54
表21.量子コンピュータと古典コンピューティング、量子インスパイアード・コンピューティング、ニューロモーフィック・コンピューティングとの比較分析。58
表22.従来の CMOS を超えるさまざまなコンピューティング・パラダイム。58
表 23.量子アルゴリズムの応用60
表 24.QMLのアプローチ61
表 25.技術別の商業的準備レベル。66
表 26.キュービット性能ベンチマーク。67
表27.異なる量子ビット実装のコヒーレンス時間。67
表 28.量子コンピュータのベンチマーク指標。68
表 29.ロジカルキュービットの進捗状況。69
表 30.超電導量子ビットの市場プレイヤー。74
表 31.捕捉イオン量子コンピューターの初期化、操作、読み出し。77
表 32.イオントラップ市場のプレーヤー81
表33.シリコンスピン量子ビットの初期化、操作、読み出し方法。85
表34.シリコンスピンクォビットの市場プレイヤー87
表35.トポロジカル量子ビットの初期化、操作、読み出し。89
表36.トポロジカル量子ビット市場のプレーヤー90
表37.フォトン・クビットの長所と短所。92
表38.光子の偏光とスクイーズ状態の比較。92
表39.フォトニックプラットフォーム量子コンピューターの初期化、操作、読み出し。93
表 40.フォトニック量子ビットの市場プレイヤー94
表 41.中性原子量子コンピューターの初期化、操作、読み出し。98
表42.冷原子量子コンピューターとシミュレーターの長所と短所 99
表43.神経原子量子ビット市場のプレーヤー100
表44.ダイヤモンド欠陥スピンベースコンピューティングの初期化、操作、読み出し。102
表45.ダイヤモンド欠陥スピンベースの量子コンピューターを開発するための主要材料103
表46.ダイヤモンド欠陥量子ビットの市場プレイヤー105
表47.量子アニーリングの商業応用。106
表 48.量子アニーラーの長所と短所。107
表49.量子アニーラーの市場プレーヤー109
表50.量子コンピューティングのインフラ要件。111
表 51.モジュラーとシングルコアの比較112
表 52.量子コンピューティングソフトウェア市場のプレーヤー115
表 53.量子コンピューティングの市場とアプリケーション。119
表 54.量子コンピューティングの総アドレス可能市場(TAM)。119
表55.医薬品向け量子技術の市場プレイヤー122
表56.化学分野における量子コンピューティングの市場プレイヤー123
表57.量子コンピューティングの自動車への応用
表58.量子コンピューティングの輸送分野での市場参入企業126
表59.金融における量子コンピューティング128
表60.金融サービスにおける量子コンピューティングの市場プレイヤー 128
表61.量子コンピューティングの自動車への応用129
表62.量子化学と人工知能(AI)への応用。132
表63.量子化学とAIの市場プレイヤー133
表64.量子通信の主な種類。134
表65.量子通信の応用例134
表66.量子通信の市場プレイヤー135
表67.古典センサーと量子センサーの比較。138
表68.量子センサーにおける応用。139
表69.高精度量子時間計測を開発する企業 139
表70.量子テクノロジーにおける材料。144
表71.量子技術における超伝導バリューチェーン。145
表 72.量子技術における超電導体145
表 73.SNSPDプレーヤー企業。147
表74.単一光子検出器の技術比較。148
表 75.量子技術におけるフォトニクス、シリコンフォトニクス、光学。150
表 76.量子フォトニクス応用のための材料152
表 77.量子技術におけるナノ材料。153
表 79.量子技術における合成ダイヤモンドのバリューチェーン。156
表 80.量子テクノロジーの投資資金調達。161
表81.量子テクノロジー関連企業の資金調達額上位162

図表一覧

図1.量子コンピューターの開発年表。19
図2.2012年~2024年の量子投資額(10億ドル)。23
図3.2015年~2023年の各国の量子イニシアティブと資金24
図4.量子コンピューティング市場マップ40
図5.量子コンピューティングのSWOT分析42
図 6.量子コンピューティングの世界市場-ハードウェア、ソフトウェア、サービス、2023-2035年(10億米ドル)。45
図 7.超伝導技術に基づくIBMの7量子ビット・チップの初期設計。49
図8.様々な2Dから3Dチップへのチップレットへの統合技術。51
図9.IBM Q System One 量子コンピューター。55
図10.従来にないコンピューティング・アプローチ。59
図11.53-qubit シカモア・プロセッサ。62
図12.IBM量子コンピューティング・システムの内部。量子チップは中央下の小さな暗い四角の中にある。65
図13.超伝導量子コンピューター。71
図14.超伝導量子コンピューターの概略図。72
図15.超伝導量子ビットに使用される部品と材料。73
図 16.超電導ハードウェア・ロードマップ。73
図 17.超伝導量子コンピューターのSWOT分析:.75
図 18.イオントラップ量子コンピューター76
図19.イオンをトラップするさまざまな方法 77
図20.トラップ・イオン・ハードウェアのロードマップ。78
図21.Universal Quantum社のペニングトラップにおけるシャトリングイオンアーキテクチャ。79
図 22.トラップ型イオン量子コンピューターのSWOT分析。82
図23.CMOSシリコンスピンクビット。83
図24.シリコン量子ドット量子ビット。85
図25.シリコン・スピン・ハードウェアのロードマップ。86
図 26.シリコンスピン量子コンピューターのSWOT分析。88
図 27.トポロジカル量子コンピューティングのロードマップ。90
図 28.トポロジカル量子ビットのSWOT分析 91
図 29.フォトニック量子コンピューターのSWOT分析96
図30.様々な配置で配置された中性原子(緑色の点) 97
図 31.中性原子ハードウェア・ロードマップ。98
図 32.中性原子量子コンピューターのSWOT分析。101
図 33.NVセンターの構成要素。101
図 34.ダイヤモンドの欠陥サプライチェーン。104
図 35.ダイヤモンド欠陥ハードウェアロードマップ104
図36.ダイヤモンド欠陥量子コンピューターのSWOT分析。105
図37.D-Wave量子アニーラー。108
図38.量子アニーラーのSWOT分析。109
図39 量子ソフトウェア開発プラットフォーム量子ソフトウェア開発プラットフォーム。114
図 40.テックジャイアンツの量子技術活動。160
図41.量子テクノロジー分野別投資額(2023年)。161
図 42.2023 年半ばまでの量子コンピューティングの公的資金と産業界からの資金(百万米ドル)。164
図 43.アーチャーEPFLスピン共鳴回路。173
図44.IBM Q System One量子コンピューター。200
図45.ColdQuanta 量子コア(左)、物理ステーション(中央)、原子制御チップ(右)。203
図46.Intel Tunnel Falls 12量子ビットチップ。204
図47.IonQのイオントラップ 205
図48.IonQの製品ポートフォリオ。206
図49.20量子ビット量子コンピューター。207
図50.メイベル大型冷蔵庫。214
図51.PsiQuantum社のモジュール化された量子コンピューティング・システム・ネットワーク。236
図52.SemiQの最初のチッププロトタイプ。279
図 53.東芝QKD開発年表。289
図54.東芝の量子鍵配送技術。290

 

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Summary

The quantum computing market is experiencing a transformative phase, marked by significant technological advancements and increasing commercial interest. This growth is driven by multiple factors, including substantial government investments, private sector participation, and accelerating technological breakthroughs. In the current market landscape, hardware development commands the largest share of investment, particularly in superconducting qubits and trapped ion systems. Major technology companies like IBM, Google, and Microsoft continue to advance their quantum programs, while specialized companies such as IonQ, Rigetti, and PsiQuantum are making significant strides in their respective technologies. The market is also seeing increased activity in quantum software and applications, with companies developing quantum algorithms and use-case-specific solutions for industries including finance, pharmaceuticals, and logistics.

Cloud-based quantum computing services represent a rapidly growing market segment, enabling broader access to quantum capabilities without requiring direct hardware investment. Amazon Braket, IBM Quantum, and Microsoft Azure Quantum are leading this transformation, making quantum computing resources available to enterprises and researchers worldwide. This "quantum-as-a-service" model is expected to drive significant market growth in the near term.

Looking toward the future, the quantum computing market is expected to undergo several crucial transitions. The achievement of quantum advantage in specific applications will likely drive increased enterprise adoption, particularly in industries where quantum computing can provide significant competitive advantages. Financial services, drug discovery, and materials science are expected to be among the first sectors to realize practical quantum advantages. The market is also witnessing a shift from purely research-focused activities to more commercial applications. While early-stage quantum computers currently serve primarily research purposes, the development of error-corrected quantum systems in the coming years will enable more practical applications. This transition is expected to dramatically expand the market, particularly in the 2025-2030 timeframe.

Government investments continue to shape the market landscape, with major initiatives like the US National Quantum Initiative, China's quantum strategy, and the EU Quantum Flagship providing substantial funding and strategic direction. These programs, along with private sector investments, are creating a robust ecosystem for quantum technology development. Industry consolidation and specialization are expected to become more prominent features of the market as it matures. While some companies focus on full-stack quantum solutions, others are specializing in specific components of the quantum computing stack, from hardware components to application-specific software solutions.

The development of the quantum computing supply chain represents another crucial market aspect. Companies are investing in specialized component manufacturing, from control electronics to cryogenic systems, creating new market opportunities and potential bottlenecks. The market for quantum-specific components and materials is expected to grow significantly as quantum computers scale up. Despite these positive trends, the market faces several challenges. Technical hurdles in achieving fault-tolerant quantum computing, the need for skilled quantum workforce development, and the challenge of identifying near-term commercially viable applications all impact market growth. However, these challenges are driving innovation and creating opportunities for companies offering solutions to these specific problems.

The quantum computing market stands at an inflection point, with technological progress and commercial interest converging to create significant growth opportunities. While the path to widespread quantum computing adoption may be complex, the market's fundamental drivers remain strong, suggesting continued expansion and evolution in the coming years.

The Global Market for Quantum Computing 2025-2045 provides a comprehensive analysis of the quantum computing industry, market trends, technologies, and key players shaping this transformative sector. The report examines the evolution from the first to second quantum revolution and provides detailed insights into the current quantum computing landscape, including technical progress, persistent challenges, and key market developments. This extensive study covers the complete quantum computing ecosystem, from fundamental technologies and hardware architectures to software platforms and end-user applications. The report includes detailed analysis of various qubit technologies including superconducting, trapped ion, silicon spin, topological, photonic, and neutral atom approaches, with comprehensive SWOT analyses for each technology platform.

Key market segments analyzed include pharmaceuticals, chemicals, transportation, financial services, and automotive industries. The report delivers in-depth analysis of quantum chemistry, AI applications, quantum communications, and quantum sensing technologies, highlighting crossover opportunities and synergies between these fields. Detailed coverage of materials for quantum computing encompasses superconductors, photonics, silicon photonics, optical components, and various nanomaterials including 2D materials, carbon nanotubes, diamond, and metal-organic frameworks. The report examines material requirements, challenges, and opportunities across the quantum technology stack.

The market analysis section provides comprehensive investment data, including venture capital activity, M&A developments, corporate investments, and government funding initiatives. Global market forecasts from 2025 to 2045 cover hardware, software, and services, with detailed projections for installed base, pricing trends, and revenue streams. The report includes extensive profiling of over 205 companies across the quantum computing value chain, from hardware manufacturers and software developers to end-use application providers. Company profiles include detailed information on technologies, products, partnerships, and market positioning. Companies profiled include A* Quantum, AbaQus, Aegiq, Agnostiq GmbH, Airbus, Aliro Quantum, Alice&Bob, Alpine Quantum Technologies (AQT), Anyon Systems, Archer Materials, Arclight Quantum, Arctic Instruments, ARQUE Systems, Atlantic Quantum, Atom Computing, Atom Quantum Labs, Atos Quantum, Baidu, BEIT, BlueFors, BlueQubit, BosonQ Ps, C12 Quantum Electronics, CAS Cold Atom, Classiq Technologies, ColibriTD, Crystal Quantum Computing, D-Wave Systems, Delft Circuits, Diatope, Dirac, Diraq, Duality Quantum Photonics, EeroQ, eleQtron, Elyah, Entropica Labs, Ephos, EvolutionQ, Fujitsu, Good Chemistry, Google Quantum AI, g2-Zero, Haiqu, HQS Quantum Simulations, HRL, Huayi Quantum, IBM, Icosa Computing, ID Quantique, InfinityQ, Infineon Technologies, Infleqtion, Intel, IonQ and many others (complete list in report).

Key features of the report include:

  • Comprehensive analysis of quantum computing technologies and architectures
  • Detailed market forecasts 2025-2045
  • Analysis of government initiatives and funding landscape
  • Examination of quantum computing infrastructure requirements
  • In-depth material analysis and supply chain considerations
  • Extensive company profiles and competitive landscape analysis
  • Assessment of market challenges and opportunities
  • Analysis of key application areas and end-user industries


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Table of Contents

1 EXECUTIVE SUMMARY 17

1.1 First and Second quantum revolutions 17
1.2 Current quantum computing market landscape 19
1.2.1 Technical Progress and Persistent Challenges 20
1.2.2 Key developments 20
1.3 Investment Landscape 22
1.4 Global Government Initiatives 24
1.5 Market Landscape 27
1.6 Challenges for Quantum Technologies Adoption 38
1.7 Market Map 38
1.8 Market Challenges 40
1.9 SWOT analysis 42
1.10 Quantum Computing Value Chain 42
1.11 Market Outlook 43
1.12 Quantum Computing and Artificial Intelligence 44
1.13 Global market forecast 2018-2045 44
1.13.1 Revenues 45
1.13.2 Quantum Computing Installed Base Forecast (Number of Systems) 46
1.13.3 Pricing 47

2 INTRODUCTION 48

2.1 What is quantum computing? 48
2.2 Operating principle 49
2.3 Classical vs quantum computing 50
2.4 Quantum computing technology 52
2.4.1 Quantum emulators 55
2.4.2 Quantum inspired computing 55
2.4.3 Quantum annealing computers 55
2.4.4 Quantum simulators 56
2.4.5 Digital quantum computers 56
2.4.6 Continuous variables quantum computers 56
2.4.7 Measurement Based Quantum Computing (MBQC) 56
2.4.8 Topological quantum computing 56
2.4.9 Quantum Accelerator 57
2.5 Competition from other technologies 57

3 QUANTUM ALGORITHMS 60

3.1 Quantum Software Stack 60
3.1.1 Quantum Machine Learning 61
3.1.2 Quantum Simulation 61
3.1.3 Quantum Optimization 62
3.1.4 Quantum Cryptography 62
3.1.4.1 Quantum Key Distribution (QKD) 63
3.1.4.2 Post-Quantum Cryptography 63

4 QUANTUM COMPUTING HARDWARE 65

4.1 Qubit Technologies 66
4.1.1 Overview 66
4.1.2 Noise effects 67
4.1.3 Logical qubits 68
4.1.4 Quantum Volume 69
4.1.5 Algorithmic Qubits 69
4.1.6 Superconducting Qubits 70
4.1.6.1 Technology description 70
4.1.6.2 Materials 71
4.1.6.3 Market players 74
4.1.6.4 Swot analysis 75
4.1.7 Trapped Ion Qubits 76
4.1.7.1 Technology description 76
4.1.7.2 Hardware 78
4.1.7.3 Materials 78
4.1.7.3.1 Integrating optical components 79
4.1.7.3.2 Incorporating high-quality mirrors and optical cavities 79
4.1.7.3.3 Engineering the vacuum packaging and encapsulation 80
4.1.7.3.4 Removal of waste heat 80
4.1.7.4 Market players 81
4.1.7.5 Swot analysis 82
4.1.8 Silicon Spin Qubits 83
4.1.8.1 Technology description 83
4.1.8.2 Quantum dots 84
4.1.8.3 Market players 87
4.1.8.4 SWOT analysis 87
4.1.9 Topological Qubits 88
4.1.9.1 Technology description 88
4.1.9.1.1 Cryogenic cooling 89
4.1.9.2 Market players 90
4.1.9.3 SWOT analysis 90
4.1.10 Photonic Qubits 91
4.1.10.1 Technology description 91
4.1.10.2 Hardware Architecture 94
4.1.10.3 Market players 94
4.1.10.4 Swot analysis 95
4.1.11 Neutral atom (cold atom) qubits 96
4.1.11.1 Technology description 96
4.1.11.2 Market players 99
4.1.11.3 Swot analysis 100
4.1.12 Diamond-defect qubits 101
4.1.12.1 Technology description 101
4.1.12.2 SWOT analysis 104
4.1.12.3 Market players 105
4.1.13 Quantum annealers 106
4.1.13.1 Technology description 106
4.1.13.2 SWOT analysis 108
4.1.13.3 Market players 109
4.2 Architectural Approaches 110

5 QUANTUM COMPUTING INFRASTRUCTURE 111

5.1 Infrastructure Requirements 111
5.2 Hardware agnostic platforms 111
5.3 Cryostats 112
5.4 Qubit readout 113

6 QUANTUM COMPUTING SOFTWARE 114

6.1 Technology description 114
6.2 Cloud-based services- QCaaS (Quantum Computing as a Service). 114
6.3 Market players 115

7 MARKETS AND APPLICATIONS 119

7.1 Pharmaceuticals 120
7.1.1 Market overview 120
7.1.1.1 Drug discovery 120
7.1.1.2 Diagnostics 120
7.1.1.3 Molecular simulations 121
7.1.1.4 Genomics 121
7.1.1.5 Proteins and RNA folding 121
7.1.2 Market players 122
7.2 Chemicals 123
7.2.1 Market overview 123
7.2.2 Market players 123
7.3 Transportation 124
7.3.1 Market overview 124
7.3.2 Market players 126
7.4 Financial services 127
7.4.1 Market overview 127
7.4.2 Market players 128
7.5 Automotive 129
7.5.1 Market overview 129
7.5.2 Market players 130

8 OTHER CROSSOVER TECHNOLOGIES 132

8.1 Quantum chemistry and AI 132
8.1.1 Technology description 132
8.1.2 Applications 132
8.1.3 Market players 133
8.2 Quantum Communications 133
8.2.1 Technology description 133
8.2.2 Types 134
8.2.3 Applications 134
8.2.4 Market players 135
8.3 Quantum Sensors 138
8.3.1 Technology description 138
8.3.2 Applications 139
8.3.3 Companies 139

9 MATERIALS FOR QUANTUM COMPUTING 144

9.1 Superconductors 144
9.1.1 Overview 144
9.1.2 Types and Properties 145
9.1.3 Temperature (Tc) of superconducting materials 146
9.1.4 Superconducting Nanowire Single Photon Detectors (SNSPD) 146
9.1.5 Kinetic Inductance Detectors (KIDs) 147
9.1.6 Transition Edge Sensors (TES) 148
9.1.7 Opportunities 149
9.2 Photonics, Silicon Photonics and Optical Components 149
9.2.1 Overview 149
9.2.2 Types and Properties 150
9.2.3 Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers (VCSELs) 151
9.2.4 Alkali azides 151
9.2.5 Optical Fiber and Quantum Interconnects 151
9.2.6 Semiconductor Single Photon Detectors 151
9.2.7 Opportunities 152
9.3 Nanomaterials 153
9.3.1 Overview 153
9.3.2 Types and Properties 153
9.3.2.1 2D Materials 154
9.3.2.2 Transition metal dichalcogenide quantum dots 154
9.3.2.3 Graphene Membranes 154
9.3.2.4 2.5D materials 155
9.3.2.5 Carbon nanotubes 155
9.3.2.5.1 Single Walled Carbon Nanotubes 155
9.3.2.5.2 Boron Nitride Nanotubes 156
9.3.2.6 Diamond 156
9.3.2.7 Metal-Organic Frameworks (MOFs) 157
9.3.3 Opportunities 157

10 MARKET ANALYSIS 159

10.1 Key industry players 159
10.1.1 Start-ups 159
10.1.2 Tech Giants 160
10.1.3 National Initiatives 160
10.2 Investment funding 160
10.2.1 Venture Capital 162
10.2.2 M&A 163
10.2.3 Corporate Investment 163
10.2.4 Government Funding 164

11 COMPANY PROFILES 166 (208 company profiles)

12 RESEARCH METHODOLOGY 299

13 TERMS AND DEFINITIONS 300

14 REFERENCES 303

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List of Tables/Graphs

List of Tables

Table 1. First and second quantum revolutions. 17
Table 2. Applications for Quantum Computing. 18
Table 3. Quantum Computing Business Models. 19
Table 4. Quantum Computing Investments (2018-2024). 22
Table 5. Global government initiatives in quantum technologies. 24
Table 6. Quantum computing industry developments 2020-2025. 28
Table 7. Business Models in Quantum Computing. 37
Table 8. Market challenges in quantum computing. 40
Table 9. Quantum computing value chain. 42
Table 10. Global market for quantum computing-by category, 2023-2045 (billions USD). 45
Table 11. Global Revenue from Hardware Sales (Billions USD). 46
Table 12. Installed Base Forecast (2025-2045)-Units. 46
Table 13. Installed Base by Technology (2025-2045)-Units. 46
Table 14. Quantum Computer Pricing Forecast (Millions USD). 47
Table 15. Quantum Computer Architectures. 48
Table 16. Applications for quantum computing 49
Table 17. Comparison of classical versus quantum computing. 51
Table 18. Key quantum mechanical phenomena utilized in quantum computing. 52
Table 19. Types of quantum computers. 52
Table 20.Comparison of Quantum Computer Technologies. 54
Table 21. Comparative analysis of quantum computing with classical computing, quantum-inspired computing, and neuromorphic computing. 58
Table 22. Different computing paradigms beyond conventional CMOS. 58
Table 23. Applications of quantum algorithms. 60
Table 24. QML approaches. 61
Table 25. Commercial Readiness Level by Technology. 66
Table 26. Qubit Performance Benchmarking. 67
Table 27. Coherence times for different qubit implementations. 67
Table 28. Quantum Computer Benchmarking Metrics. 68
Table 29. Logical Qubit Progress. 69
Table 30. Superconducting qubit market players. 74
Table 31. Initialization, manipulation and readout for trapped ion quantum computers. 77
Table 32. Ion trap market players. 81
Table 33. Initialization, manipulation, and readout methods for silicon-spin qubits. 85
Table 34. Silicon spin qubits market players. 87
Table 35. Initialization, manipulation and readout of topological qubits. 89
Table 36. Topological qubits market players. 90
Table 37. Pros and cons of photon qubits. 92
Table 38. Comparison of photon polarization and squeezed states. 92
Table 39. Initialization, manipulation and readout of photonic platform quantum computers. 93
Table 40. Photonic qubit market players. 94
Table 41. Initialization, manipulation and readout for neutral-atom quantum computers. 98
Table 42. Pros and cons of cold atoms quantum computers and simulators 99
Table 43. Neural atom qubit market players. 100
Table 44. Initialization, manipulation and readout of Diamond-Defect Spin-Based Computing. 102
Table 45. Key materials for developing diamond-defect spin-based quantum computers. 103
Table 46. Diamond-defect qubits market players. 105
Table 47. Commercial Applications for Quantum Annealing. 106
Table 48. Pros and cons of quantum annealers. 107
Table 49. Quantum annealers market players. 109
Table 50. Quantum Computing Infrastructure Requirements. 111
Table 51. Modular vs. Single Core. 112
Table 52. Quantum computing software market players. 115
Table 53. Markets and applications for quantum computing. 119
Table 54. Total Addressable Market (TAM) for Quantum Computing. 119
Table 55. Market players in quantum technologies for pharmaceuticals. 122
Table 56. Market players in quantum computing for chemicals. 123
Table 57. Automotive applications of quantum computing, 124
Table 58. Market players in quantum computing for transportation. 126
Table 59. Quantum Computing in Finance. 128
Table 60. Market players in quantum computing for financial services 128
Table 61. Automotive Applications of Quantum Computing. 129
Table 62. Applications in quantum chemistry and artificial intelligence (AI). 132
Table 63. Market players in quantum chemistry and AI. 133
Table 64. Main types of quantum communications. 134
Table 65. Applications in quantum communications. 134
Table 66. Market players in quantum communications. 135
Table 67. Comparison between classical and quantum sensors. 138
Table 68. Applications in quantum sensors. 139
Table 69. Companies developing high-precision quantum time measurement 139
Table 70. Materials in Quantum Technology. 144
Table 71. Superconductor Value Chain in Quantum Technology. 145
Table 72. Superconductors in quantum technology. 145
Table 73. SNSPD Players companies. 147
Table 74. Single Photon Detector Technology Comparison. 148
Table 75. Photonics, silicon photonics and optics in quantum technology. 150
Table 76. Materials for Quantum Photonic Applications. 152
Table 77. Nanomaterials in quantum technology. 153
Table 79. Synthetic Diamond Value Chain for Quantum Technology. 156
Table 80. Quantum technologies investment funding. 161
Table 81. Top funded quantum technology companies. 162

List of Figures

Figure 1. Quantum computing development timeline. 19
Figure 2.Quantum investments 2012-2024 (billions USD). 23
Figure 3. National quantum initiatives and funding 2015-2023. 24
Figure 4. Quantum computing Market Map. 40
Figure 5. SWOT analysis for quantum computing. 42
Figure 6. Global market for quantum computing-Hardware, Software & Services, 2023-2035 (billions USD). 45
Figure 7. An early design of an IBM 7-qubit chip based on superconducting technology. 49
Figure 8. Various 2D to 3D chips integration techniques into chiplets. 51
Figure 9. IBM Q System One quantum computer. 55
Figure 10. Unconventional computing approaches. 59
Figure 11. 53-qubit Sycamore processor. 62
Figure 12. Interior of IBM quantum computing system. The quantum chip is located in the small dark square at center bottom. 65
Figure 13. Superconducting quantum computer. 71
Figure 14. Superconducting quantum computer schematic. 72
Figure 15. Components and materials used in a superconducting qubit. 73
Figure 16. Superconducting Hardware Roadmap. 73
Figure 17. SWOT analysis for superconducting quantum computers:. 75
Figure 18. Ion-trap quantum computer. 76
Figure 19. Various ways to trap ions 77
Figure 20. Trapped-Ion Hardware Roadmap. 78
Figure 21. Universal Quantum’s shuttling ion architecture in their Penning traps. 79
Figure 22. SWOT analysis for trapped-ion quantum computing. 82
Figure 23. CMOS silicon spin qubit. 83
Figure 24. Silicon quantum dot qubits. 85
Figure 25. Silicon-Spin Hardware Roadmap. 86
Figure 26. SWOT analysis for silicon spin quantum computers. 88
Figure 27. Topological Quantum Computing Roadmap. 90
Figure 28. SWOT analysis for topological qubits 91
Figure 29 . SWOT analysis for photonic quantum computers. 96
Figure 30. Neutral atoms (green dots) arranged in various configurations 97
Figure 31. Neutral Atom Hardware Roadmap. 98
Figure 32. SWOT analysis for neutral-atom quantum computers. 101
Figure 33. NV center components. 101
Figure 34. Diamond Defect Supply Chain. 104
Figure 35. Diamond Defect Hardware Roadmap. 104
Figure 36. SWOT analysis for diamond-defect quantum computers. 105
Figure 37. D-Wave quantum annealer. 108
Figure 38. SWOT analysis for quantum annealers. 109
Figure 39. Quantum software development platforms. 114
Figure 40. Tech Giants quantum technologies activities. 160
Figure 41. Quantum Technology investment by sector, 2023. 161
Figure 42. Quantum computing public and industry funding to mid-2023, millions USD. 164
Figure 43. Archer-EPFL spin-resonance circuit. 173
Figure 44. IBM Q System One quantum computer. 200
Figure 45. ColdQuanta Quantum Core (left), Physics Station (middle) and the atoms control chip (right). 203
Figure 46. Intel Tunnel Falls 12-qubit chip. 204
Figure 47. IonQ's ion trap 205
Figure 48. IonQ product portfolio. 206
Figure 49. 20-qubit quantum computer. 207
Figure 50. Maybell Big Fridge. 214
Figure 51. PsiQuantum’s modularized quantum computing system networks. 236
Figure 52. SemiQ first chip prototype. 279
Figure 53. Toshiba QKD Development Timeline. 289
Figure 54. Toshiba Quantum Key Distribution technology. 290

 

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2025/04/15 10:26

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