중성 원자 양자 컴퓨팅은 양자 컴퓨팅 산업에서 가장 유망하고 빠르게 발전하고 있는 분야 중 하나입니다. 이 기술은 루비듐, 세슘, 스트론튬 등 알칼리 금속으로 대표되는 개별 중성 원자를 이용합니다. 이 원자들은 광학 핀셋이라고 불리는 정밀하게 집속된 레이저 광선을 이용하여 포획 및 조작됩니다. 트랩 이온과 달리 중성 원자는 전하를 띠지 않기 때문에 양자 비트 간 누화를 최소화하면서 유연한 2차원/ 3차원 배열을 형성할 수 있습니다.
중성 원자 시스템의 근본적인 매력은 본질적인 확장성과 운영상의 이점에 있습니다. 이러한 플랫폼은 긴 코히어런스 시간을 나타내며, 지속적인 양자 조작과 오류 수정 가능성을 향상시킬 수 있습니다. 이 기술은 잘 알려진 원자 물리학의 원리를 이용하여 초전도 양자비트 시스템에 필요한 극저온 냉각이 필요하지 않기 때문에 에너지 소비를 줄이고 인프라의 복잡성을 줄일 수 있습니다. 현재 가동중인 시스템은 100-300개의 원자 배열을 특징으로 하며, 주요 업체들은 수천-수만 개의 양자비트로 빠르게 확장하고 있습니다.
경쟁 상황의 특징은 자금력을 갖춘 여러 기업이 전략적 위치를 확보하고 있다는 점입니다. 미국에 본사를 둔 QuEra Computing은 구글로부터 대규모 투자를 유치하여 중성 원자 플랫폼이 확장 가능한 양자 컴퓨팅을 위한 효과적인 경로임을 입증했습니다. 이번 파트너십을 통해 QuEra의 하드웨어 전문성과 Google의 양자 소프트웨어 리소스 클라우드 인프라가 결합됩니다. Atom Computing은 Microsoft와 파트너십을 맺고 안정적인 핵 스핀 양자 비트 배열을 갖춘 Phoenix 시스템을 Azure Quantum의 클라우드 플랫폼에 통합하고 있습니다. 이 분야에서 프랑스를 대표하는 파스칼(Pasqal)은 2024년 1,000 양자비트 달성이라는 중요한 이정표를 달성하고, 2026년까지 1만 양자비트로 확장하겠다는 야심찬 계획을 발표했습니다. 다른 주요 기업으로는 독일의 Planqc, 홍콩의 QUANTier, 슬로베니아의 Atom Quantum Labs 등이 있으며, 각 기업은 중성 원자 아키텍처에 대한 독자적인 접근 방식을 개발하고 있습니다.
기술 로드맵에 따르면 2035년까지 공격적인 스케일링이 예상됩니다. 현재 시스템(2025-2026년)은 1,000-10,000개의 원자로 작동하며, 약 99.9%의 단일 양자비트 충실도와 99.7%의 2양자비트 충실도를 달성할 수 있습니다. 2027-2028년 1만-10만 원자를 목표로 하는 시스템에서는 오류 정정 기능을 갖춘 99.99%의 단일 양자비트 충실도를 목표로 하고 있습니다. 2029-2030년에는 10만 개 이상의 원자를 이용한 내결함성 논리 양자비트 연산이 예상되며, 2032-2035년에는 완전한 내결함성을 갖춘 100만 원자 규모의 시스템 및 산업적 적용을 위한 진전이 예상됩니다.
주요 응용 분야는 양자 시뮬레이션, 최적화 문제, 양자 화학, 기계 학습 작업 등입니다. 이 기술은 특히 복잡한 물리 시스템 시뮬레이션, 응축계 연구, 분자 구조 분석에 탁월한 성능을 발휘합니다. 제약, 화학, 금융 서비스 산업은 중성 원자 솔루션을 추구하는 주요 시장 분야입니다.
코히어런스 시간 연장, 게이트 속도 향상(현재 시뮬레이션 주기는 약 1Hz로 제한), 계산 중 원자 손실에 대한 대응, 오류 정정 및 내결함성 양자 컴퓨팅에 필요한 양자 비파괴 측정 기술 개발 등이 과제로 남아있습니다. 이러한 도전에도 불구하고, 중성 원자 양자 컴퓨팅은 상온 동작, 자연스러운 확장성, 유연성을 강점으로 초전도 플랫폼에 대한 강력한 경쟁 기술로 부상하고 있으며, 2026-2036년 예측 기간 동안 상당한 상업적 성장이 예상됩니다.
세계의 중성 원자 양자 컴퓨팅 시장에 대해 조사 분석했으며, 시장 규모 추정과 2026-2036년 10년간의 시장 예측을 기술 카테고리, 응용 분야, 고객 유형, 지역별로 전해드립니다.
Neutral-atom quantum computing represents one of the most promising and rapidly advancing segments of the quantum computing industry. This technology leverages individual neutral atoms-typically alkali metals like rubidium, cesium, or strontium-trapped and manipulated using precisely focused laser beams called optical tweezers. Unlike trapped ions, neutral atoms are not electrically charged, allowing them to be arranged in flexible two-dimensional and three-dimensional arrays with minimal crosstalk between qubits.
The fundamental appeal of neutral-atom systems lies in their inherent scalability and operational advantages. These platforms demonstrate long coherence times, enabling sustained quantum operations and increased error correction possibilities. The technology benefits from well-understood atomic physics principles and eliminates the need for the extreme cryogenic cooling required by superconducting qubit systems, resulting in lower energy consumption and reduced infrastructure complexity. Current operational systems feature 100-300 atom arrays, with leading companies rapidly scaling toward thousands and tens of thousands of qubits.
The competitive landscape features several well-funded players establishing strategic positions. QuEra Computing, based in the United States, has secured significant investment from Google, validating neutral-atom platforms as viable paths to scalable quantum computing. This partnership combines QuEra's hardware expertise with Google's quantum software resources and cloud infrastructure. Atom Computing has forged a parallel partnership with Microsoft, integrating its Phoenix system-featuring stable nuclear-spin qubit arrays-with Azure Quantum's cloud platform. Pasqal, the French leader in this space, achieved a significant milestone by reaching 1,000 qubits in 2024 and has announced ambitious plans to scale to 10,000 qubits by 2026. Additional players include Planqc in Germany, QUANTier in Hong Kong, and Atom Quantum Labs in Slovenia, each developing distinctive approaches to neutral-atom architectures.
The technology roadmap projects aggressive scaling through 2035. Current systems (2025-2026) operate with 1,000-10,000 atoms achieving single-qubit fidelities around 99.9% and two-qubit fidelities of 99.7%. By 2027-2028, systems targeting 10,000-100,000 atoms aim for 99.99% single-qubit fidelity with error correction capabilities. The 2029-2030 horizon envisions 100,000+ atoms with fault-tolerant logical qubit operations, progressing toward million-atom systems with full fault tolerance and industrial deployment by 2032-2035.
Primary applications span quantum simulations, optimization problems, quantum chemistry, and machine learning tasks. The technology excels particularly in simulating complex physical systems, condensed matter research, and molecular structure analysis. The pharmaceutical, chemical, and financial services industries represent key market verticals pursuing neutral-atom solutions.
Challenges remain, including achieving longer coherence times, improving gate speeds (currently limited to approximately 1 Hz simulation cycles), addressing atom loss during computation, and developing quantum non-demolition measurement capabilities required for error correction and fault-tolerant quantum computing. Despite these hurdles, neutral-atom quantum computing has emerged as a serious competitor to superconducting platforms, with its room-temperature operation, natural scalability, and flexibility positioning it for significant commercial growth through the 2026-2036 forecast period.
This report provides complete market sizing and ten-year forecasts from 2026 through 2036, segmented by technology category, application domain, customer type, and geographic region. Strategic analysis covers competitive positioning, investment trends, technology readiness assessments, and detailed company profiles of 32 organizations shaping the neutral-atom ecosystem.
This report features comprehensive profiles of 32 companies across the neutral-atom quantum computing value chain including AMD (Advanced Micro Devices), Atom Computing, Atom Quantum Labs, CAS Cold Atom, data cybernetics ssc GmbH, GDQLABS, Hamamatsu, Infleqtion, Lake Shore Cryotronics, M-Labs, Menlo Systems GmbH, Microsoft Corporation (Azure Quantum), Nanofiber Quantum Technologies, Nexus Photonics and more.....