Stratistics MRC에 따르면 세계 양자센서 시장은 2024년 5억 2,000만 달러를 차지할 전망이고 예측 기간 동안 복합 연간 성장률(CAGR)은 16.7%로 성장하여 2030년에는 12억 5,000만 달러에 이를 것으로 예측됩니다.
양자센서는 양자역학의 원리를 이용하여 자기장, 온도, 시간 등의 물리량을 고감도이고 고정밀도로 측정하는 첨단 디바이스입니다. 양자 센서는 중첩 및 얽힘과 같은 양자 상태를 활용하여 고전적인 한계를 초과하는 측정 능력을 강화합니다. 양자현상을 이용함으로써 기존 센서로는 실현할 수 없었던 정밀도 향상과 새로운 기능을 제공합니다.
Quantum Valley Investments(QVI)에 따르면 2023년 미국 에너지부(DOE)는 핵물리학과 관련된 양자 정보 과학(QIS)의 13개 프로젝트에 910만 달러의 자금을 제공할 것이라고 발표했습니다.
정밀 측정에 대한 수요 증가
헬스케어, 통신, 항공우주 등의 산업에서는 진단, 신호처리, 내비게이션 등의 용도로 고정밀 데이터가 필요합니다. 양자 센서는 타의 추종을 불허하는 감도와 분해능을 제공하여 기존 센서에서 잡히지 않은 미세한 변화를 감지할 수 있습니다. 이 정확도의 높이는 제품 품질 향상, 안전 강화, 다양한 공정에서 성능 최적화를 가능하게 합니다. 산업계가 혁신과 효율화를 위해 정확한 계측 가치를 인식함에 따라 양자 센서 기술에 대한 투자가 증가하고 시장 확대와 각 부문 채택이 더욱 촉진될 것으로 예상됩니다.
기술적 복잡성
양자 센서는 겹치기와 얽힘과 같은 양자 역학의 복잡한 원리에 의존하기 때문에 기술적으로 복잡한 문제가 있습니다. 이러한 센서의 설계 및 제조에는 전문 지식, 고급 재료 및 정밀 교정이 필요하며 개발 프로세스가 어려워집니다. 또한, 실용적인 용도에서 안정적인 양자 상태를 유지하는 것은 어렵고, 고급 냉각 기술과 차폐 기술이 필요합니다. 그 결과, 기술적 복잡성과 관련된 과제는 시장 전체의 성장을 둔화시키고 보급을 제한할 수 있습니다.
헬스케어 부문에서의 응용 확대
높은 감도와 정밀도로 알려진 양자 센서는 미묘한 생리적 변화를 감지하고 질병의 조기 진단과 치료를 촉진합니다. 예를 들어, 자기 공명 이미징(MRI) 및 고급 이미징 기술에 사용되어 이미지 해상도를 향상시킵니다. 또한 이러한 센서는 바이오마커 감지 및 생체 사인 실시간 모니터링 용도을 지원합니다. 헬스케어의 개별화, 원격 모니터링, 솔루션의 채용이 진행됨에 따라 양자 센서 수요가 확대되고, 이 부문에서의 기술 혁신과 투자가 촉진될 것으로 예상됩니다.
높은 개발 비용
양자 센서는 제조에 복잡한 기술과 특수 재료가 필요하기 때문에 높은 개발 비용이 소요됩니다. 복잡한 설계 프로세스, 고급 제조 기술, 제조 시 관리되는 환경의 필요성 등이 이러한 비용의 원인이 되었습니다. 게다가 양자기술의 숙련된 전문가의 수가 제한되어 있는 것도 비용을 더욱 상승시키고 있습니다. 그 결과, 이 금전적인 장벽은 시장 전체의 성장을 방해하고, 양자 감지 기술의 혁신 페이스를 둔화시키고 있습니다.
COVID-19의 영향
COVID-19 팬데믹은 공급망을 혼란시키고 연구개발 프로젝트를 지연시켜 양자 센서 시장에 영향을 주었습니다. 그러나 동시에 건강 관리, 특히 진단 및 모니터링의 고급 감지 기술에 대한 수요를 가속화했습니다. 유행 기간 동안 양자 기술에 대한 투자가 증가하고 연구 이니셔티브에 대한 정부 자금이 성장에 박차를 가했습니다. 산업계가 새로운 과제에 대응함에 따라 양자센서는 원격감지, 환경 모니터링, 의료진단 등의 용도로 지지를 모아 시장의 미래 혁신에 길을 열고 있습니다.
의료 이미징 및 진단 부문가 예측 기간 동안 최대가 될 전망
의료 이미징 및 진단 부문은 생물학적 신호를 검출하는 전례 없는 감도와 정확도로 예측 기간 동안 최대 시장 점유율을 확보할 것으로 예측됩니다. 이러한 센서는 고급 이미징 기술을 가능하게 하며 질병의 조기 발견과 치료 모니터링 개선을 촉진합니다. 양자 레벨에서 작동하는 능력은 해상도를 높이고, 노이즈를 줄이고, 보다 선명한 이미지와 신뢰할 수 있는 진단으로 이어집니다. 이 기술은 맞춤형 의료 및 환자의 예후 개선에 큰 기대를 받고 있습니다.
예측기간 동안 복합 연간 성장률(CAGR)이 가장 높을 것으로 예상되는 것은 제조기업 부문
예측 기간 동안 복합 연간 성장률(CAGR)이 가장 높을 것으로 예상되는 것은 제조 기업 부문입니다. 양자 센서는 정밀 측정 및 품질 관리를 위해 제조 기업에서 채택되는 경우가 많습니다. 온도, 압력, 자기장 등의 변수를 실시간으로 모니터링할 수 있으므로 생산 효율과 제품 품질이 향상됩니다. 또한, 양자 센서는 자동화 및 예측 유지 보수를 개선하고 운영 최적화, 가동 중지 시간 절감 및 상당한 비용 절감으로 이어지므로 제조업에서는 귀중한 자산이 되었습니다.
아시아태평양은 연구개발 투자 증가, 정부 이니셔티브, 양자기술 발전으로 예측기간 동안 최대 시장 점유율을 기록할 전망입니다. 중국, 일본, 호주 등의 국가들이 의료, 통신, 방위 등의 부문에서 양자 센서의 채용을 선도하고 있습니다. 학술기관과 산업계의 협력 체제가 혁신을 촉진하고, 아시아태평양은 양자 센서 시장에서 주요 기업로 자리매김하고 있으며, 향후 발전이 기대되고 있습니다.
북미는 양자 기술에 대한 엄청난 투자와 특히 미국과 캐나다의 강력한 정부 지원에 힘입어 예측 기간 동안 가장 높은 복합 연간 성장률(CAGR)을 나타낼 것으로 예상됩니다. 북미는 양자 센서의 개발과 상업화의 중심지입니다. 이 지역의 주요 연구 기관과 대학은 건강 관리, 항공우주 및 방어에서 혁신적인 양자 감지 애플리케이션을 적극적으로 개발하고 있습니다. 고정밀 측정에 대한 수요 증가와 재료 과학의 진보가 시장 확대를 더욱 강화하고 있습니다.
According to Stratistics MRC, the Global Quantum Sensors Market is accounted for $0.52 billion in 2024 and is expected to reach $1.25 billion by 2030 growing at a CAGR of 16.7% during the forecast period. Quantum sensors are advanced devices that leverage the principles of quantum mechanics to achieve high sensitivity and precision in measuring physical quantities such as magnetic fields, temperature, and time. They utilize quantum states, like superposition and entanglement, to enhance measurement capabilities beyond classical limits. By exploiting quantum phenomena, they offer improved accuracy and new functionalities that are not achievable with conventional sensors.
According to Quantum Valley Investments (QVI), in 2023, the U.S. Department of Energy (DOE) announced $9.1 million in funding for 13 projects in Quantum Information Science (QIS) with relevance to nuclear physics.
Increasing demand for precision measurement
Industries such as healthcare, telecommunications, and aerospace require highly accurate data for applications like diagnostics, signal processing, and navigation. Quantum sensors provide unmatched sensitivity and resolution, enabling the detection of minute changes that traditional sensors cannot capture. This heightened accuracy leads to improved product quality, enhanced safety, and optimized performance in various processes. As industries recognize the value of precise measurements for innovation and efficiency, investments in quantum sensor technology are expected to rise, further propelling market expansion and adoption across sectors.
Technical complexities
Quantum sensors involve technical complexities stem the intricate principles of quantum mechanics they rely on, such as superposition and entanglement. Designing and manufacturing these sensors require specialized expertise, advanced materials, and precise calibration, making the development process challenging. Additionally, maintaining stable quantum states in practical applications can be difficult, requiring sophisticated cooling and shielding techniques. Consequently, the challenges associated with technical intricacies can slow overall market growth and limit widespread adoption.
Rising applications in healthcare
Quantum sensors, known for their high sensitivity and precision, enable the detection of subtle physiological changes, facilitating early disease diagnosis and treatment. For instance, they are used in magnetic resonance imaging (MRI) and advanced imaging techniques, improving image resolution. Additionally, these sensors support applications in biomarker detection and real-time monitoring of vital signs. As healthcare increasingly adopts personalized and remote monitoring solutions, the demand for quantum sensors is expected to grow, driving innovation and investment in this sector.
High development costs
Quantum sensors incur high development costs due to the complex technology and specialized materials required for their fabrication. The intricate design processes, advanced manufacturing techniques, and need for controlled environments during production contribute to these expenses. Additionally, the limited availability of skilled professionals in quantum technology further elevates costs. Consequently, this financial barrier hampers overall market growth and slows down the pace of innovation in quantum sensing technologies.
Covid-19 Impact
The covid-19 pandemic impacted the quantum sensors market by disrupting supply chains and delaying research and development projects. However, it also accelerated demand for advanced sensing technologies in healthcare, particularly for diagnostics and monitoring. Increased investments in quantum technologies and government funding for research initiatives during the pandemic have spurred growth. As industries adapt to new challenges, quantum sensors are gaining traction in applications like remote sensing, environmental monitoring, and medical diagnostics, paving the way for future innovations in the market.
The medical imaging & diagnostics segment is expected to be the largest during the forecast period
The medical imaging & diagnostics segment is predicted to secure the largest market share throughout the forecast period thrived by its unprecedented sensitivity and accuracy in detecting biological signals. These sensors enable advanced imaging techniques, facilitating early disease detection and improved treatment monitoring. Their ability to operate at the quantum level enhances resolution and reduces noise, leading to clearer images and more reliable diagnostics. This technology holds significant promise for personalized medicine and enhanced patient outcomes.
The manufacturing firms segment is expected to have the highest CAGR during the forecast period
The manufacturing firms segment is anticipated to witness the highest CAGR during the forecast period. Quantum sensors are increasingly being adopted in manufacturing firms for precise measurements and quality control. They enable real-time monitoring of variables such as temperature, pressure, and magnetic fields, enhancing production efficiency and product quality. Additionally, quantum sensors can improve automation and predictive maintenance, leading to optimized operations, reduced downtime, and significant cost savings, making them valuable assets in the manufacturing industry.
Asia Pacific is expected to register the largest market share during the forecast period driven by rising investments in research and development, government initiatives, and advancements in quantum technology. Countries like China, Japan, and Australia are leading the way in adopting quantum sensors across sectors such as healthcare, telecommunications, and defense. Collaborative efforts between academic institutions and industries are fostering innovation, positioning the Asia-Pacific as a key player in the global quantum sensors market, with a promising outlook for future advancements.
North America is projected to witness the highest CAGR over the forecast period propelled by significant investments in quantum technology and strong government support, particularly from the U.S. and Canada. North America has been a prominent hub for quantum sensor development and commercialization. The region's leading research institutions and universities are actively developing innovative quantum sensing applications in healthcare, aerospace, and defense. Increasing demand for high-precision measurements and advancements in materials science are further propelling market expansion.
Key players in the market
Some of the key players profiled in the Quantum Sensors Market include IBM, Google, Boeing, D-Wave Systems, Microsoft, Quantum Motion Technologies Limited, Xanadu Quantum Technologies, ColdQuanta, Q-CTRL, IonQ, Alpine Quantum Technologies, Quantum Design Inc., Rigetti Computing, Terra Quantum and PhotonQ.
In September 2024, Boeing announced plans to launch its satellite named Q4S in 2026. This mission is significant as it aims to demonstrate quantum entanglement swapping in space, a crucial component for establishing a global quantum internet. Boeing's initiative is part of a broader effort to operationalize quantum technologies for a range of applications, including improved data collection regarding Earth and space environments.
In November 2023, Microsoft entered a strategic partnership with Photonic Inc. to enhance quantum networking capabilities. This collaboration aims to integrate scalable, fault-tolerant quantum technologies into Azure, facilitating reliable long-distance quantum communication and improving applications in various fields, including sensing and metrology.