市場概要
量子コンピューティングソフトウェアの世界市場規模は2023年に7億7920万米ドルと推定され、2024年から2030年にかけて年平均成長率（CAGR）18.5％で成長すると予測されています。アプリケーションに合わせた量子ソフトウェアの開発は、各業界で活況を呈しています。創薬分野では、量子化学ソフトウェアが分子構造の精密なシミュレーションを可能にし、最適化アルゴリズムがサプライチェーンやロジスティクスの問題に焦点を当てています。さらに、量子コンピューティングの可能性を活用してAIモデルを改善するために、量子機械学習用のライブラリが作成されています。これらのカスタマイズされたソリューションは、業界特有の問題に取り組むために設計されており、従来のコンピュータ技術よりも正確で効率的な結果をもたらします。
量子コンピューティング技術により、科学者は超精密で超個別化された医療機器や診断機器を作ることができます。さらに、磁気共鳴画像装置（MRI）の量子センサーを使えば、超精密測定が可能になります。このような進歩により、医療サービスの質が向上する可能性があります。放射線治療の最適化、タンパク質モデルの構築、オーダーメイドのがん治療レジメンの開発、DNA解析などは、量子コンピューティングのヘルスケア関連の用途のほんの一例です。
このトレンドに伴い、クラウドエコシステムでは、技術大手や量子技術のベンダーがより広範なアプローチを取り、量子製品の提供を拡大しています。彼らの目標は、既存のクラウドプラットフォームにソフトウェアツール、API、量子開発キットを組み込むことです。量子コンピューティングリソースを開発者、研究者、企業にとってより近づきやすく、使いやすいものにすることで、これらのリソースへのアクセスを民主化することを目指しています。このような拡張は、量子エコシステム内での協調的な作成とテストを促進することにより、様々なアプリケーションを促進し、この分野の進歩を加速させます。
量子コンピューティングのためのソフトウェア市場は、他に類を見ないほどのイノベーションが特徴です。この躍進は、量子プログラミング言語、量子アルゴリズム、量子コンピューティングのためのインフラストラクチャの継続的な開発の結果です。このような技術革新は、従来の計算パラダイムの限界を押し広げる画期的なアプリケーションを後押しし、量子ソフトウェア機能の革命的な進歩に向けたこの分野の推進力となっています。
量子コンピューティング・ソフトウェア業界では、主要な競合企業によるM&A（合併・買収）が活発化しています。先端量子技術の追求、人材の獲得、業界の拡大、量子アプリケーションの戦略的重要性の高まりなどがこの傾向を後押ししています。このようなM&Aは、量子コンピューティング・ソフトウェアの分野で変化するポジションを強化し、ビジネスチャンスを得るための戦術的な動きです。
量子コンピューティング・ソフトウェア業界は、エンドユーザー集中の傾向を示しています。量子コンピューティング・ソリューションのニーズは少数の企業によって牽引されており、その結果、特定の分野に集中しています。この傾向は、集中が進む市場環境で競争しようとする新規参入企業にとっては障害となりますが、特定の業界向けにカスタマイズされた量子コンピューティングソフトウェアを開発する専門企業にとってはチャンスでもあります。
2023年の世界売上高の63.6%を占め、市場を牽引したのはサービス部門。クラウドベースの量子コンピューティングサービスが急速に拡大しており、顧客は量子リソースやアルゴリズムにリモートアクセスできるようになります。企業は、研究者や開発者が量子アルゴリズムを実験できるようにすることで、量子技術利用の参入障壁を下げるプラットフォームを提供しています。この動きは、量子アルゴリズムの開発を加速し、創造性を促進し、量子コンピュータへのアクセスを民主化することを目指しています。
Dell-IonQのような老舗テクノロジー企業と量子コンピューティング・プロバイダーとのコラボレーションは、古典と量子のハイブリッドソリューションの実用性と将来性を確認する上で重要な役割を果たしています。このような共同の取り組みは、古典と量子の統合システムの改良と実装のための実験場としての役割を果たします。例えば、2021年11月、デルはIonQと協力し、古典と量子のハイブリッドソリューションの実験を行い、その実現可能性を高めました。この提携により、プラットフォームを通じて古典シミュレーションと量子シミュレーションの両方のワークロードをオンプレミスで実行できるようになります。さらに、製薬研究のための大きな分子のモデリングのような複雑な量子タスクは、IonQの量子プロセッシング・ユニット（QPU）でリモートから実行することができます。
2023年の市場収益シェアはクラウドセグメントが最大。量子コンピューティングプロバイダーは、D-WaveのLeapのように、量子コンピュータ、シミュレータ、開発ツールにリモートアクセスできるクラウドベースのプラットフォームを提供するようになってきています。このトレンドは、量子コンピューティングリソースへのアクセスを民主化し、参入障壁を減らして、より幅広いユーザーが量子アプリケーションを実験、開発、展開できるようにすることを目的としています。例えば、D-Wave Systemsは2021年2月、シンガポールでLeap量子クラウドサービスを開始することを発表し、この地域の研究者、開発者、企業がD-WaveのAdvantage量子コンピュータ、量子/古典ハイブリッドソルバ、量子アニーリングエミュレータ（QAE）にすぐにアクセスできるようにしました。このイニシアチブは、すでに使用中または開発中のビジネスクリティカルなハイブリッドアプリケーションの作成を加速することを目的とし、Leapを通じてこれらのリソースのリアルタイム利用を可能にします。
オンプレミスが予測期間中に最も速いCAGRを記録する見込みです。オンプレミスの量子コンピューティング技術では、セキュリティ機構を強化することが一般的な傾向となっています。企業がデータのプライバシーやセキュリティについてますます懸念するようになっているため、開発者は多要素認証、オンプレミス用に設計された厳格なアクセス制御、強力な暗号化標準に重点を置いている可能性があります。これらの措置は、金融、医療、防衛などの機密性の高いビジネスを潜在的な脆弱性から保護し、データの機密性を維持することを目的としています。
超伝導量子ビット技術は、2023年の市場収益シェアで最大を占めました。量子コンピューティングの取り組みは、量子ビット数を増やすと同時にエラー率に対処し、安定性を向上させることが中心となっている可能性があります。量子コンピュータの超伝導量子ビットの数は、製造プロセス、材料、制御メカニズムの開発により増加し、「ノイズの多い中間スケール量子」（NISQ）の時期を超えた可能性があります。エラーを減らし、計算精度を高めるために、表面符号や符号ベースの手法のようなエラー訂正戦略がさらに研究されている可能性があります。
トラップドイオン技術は、予測期間中に最も速いCAGRを記録する見込み。スケーラブルな量子コンピューティングに対する需要の高まりが、モジュール型トラップドイオンデバイスの開発を促進する可能性があります。研究者は、連結された量子モジュールの構築や、複数のイオントラップ間の効果的なエンタングルメント技術の研究に集中する可能性があります。この技術は、より小さな量子エンタングルモジュールを統合することで、フォールトトレラントでスケーラブルな量子計算を実現し、より大規模な量子プロセッサへの道を開くものです。
2023年の市場収益シェアで最大を占めたのは最適化アプリケーション。量子コンピューティングの中でも最適化分野は、産業界や事業運営において最適化問題が広く発生していることから、大きな盛り上がりを見せています。従来のコンピューティング手法では、これらの問題を合理的な時間枠で効率的に解決することは困難であることが多く、最適なソリューションとして量子コンピューティング技術の採用が促されています。特に、量子アニーリング技術を用いた量子コンピューティングは、大域的な極小点解を求める最適化問題に迅速に対処する上で顕著な優位性を示しています。この傾向は、従来のスーパーコンピュータの能力と比較して、複雑な最適化課題をより迅速に解決するために量子アニーリングへの依存が高まっていることを意味し、効率化と問題解決のために様々な分野で量子コンピューティングの採用が促進されています。
予測期間中、CAGRが最も速くなると予想されるのは機械学習分野です。この傾向は、医療画像解析用に設計された量子ニューラルネットワークの開発が寄与している可能性があります。これらのネットワークは、量子原理に似せて作成された可能性があり、画像データをより効果的に処理できるようになり、従来の機械学習手法では見逃していた微細なパターンを明らかにできる可能性があります。2023年3月、量子ソフトウェアとサービスを提供するQC Ware社は、バイオテクノロジー企業との共同研究の成果を発表。この共同研究では、量子コンピューティングを活用して糖尿病性網膜症の検出精度と分類を強化。
2023年の市場を牽引したのはBFSIエンドユーズ。量子コンピューティングは、銀行、金融サービス、保険（BFSI）分野でますます普及しており、取引活動、トランザクション、データ処理の速度を大幅に向上させることに重点が置かれています。シミュレーションは、特に金融リスクを効率的に管理する上で、量子コンピューティングの有望なアプリケーションとして注目されています。金融機関で使用されている従来のコンピュータでは、高品質なソリューションを処理する際に、処理時間とコストが指数関数的に増加する可能性があります。この効率性はコスト削減につながるだけでなく、収益を生み出す新たな可能性を解き放ちます。
予測期間中、最も高い成長率が見込まれるのはヘルスケア分野です。量子コンピューティング・ソフトウェアのニーズの高まりは、薬物の生物への影響、人間の生理学、生物システムのような複雑なシステムを考えるための強力なツールを提供します。このシステムは、主に創薬や薬剤開発の初期段階において、様々な製薬や研究開発のアプリケーションで利用されると予想されています。医療研究では、ヘルスケア産業で量子コンピューティングが利用されています。治療や診断が個別化され、量子コンピューティングによってコストが最適化され、スピードアップされるかもしれません。ヘルスケア分野の新技術が量子コンピューティング・ソフトウェア市場の進歩を促進。
2023年には北米が市場を支配し、最大のシェアを占めています。米国では、国家量子イニシアティブ法などの施策を通じて政府が量子コンピューティングにコミットしているため、研究開発に多額の資金が投入されています。同様にカナダも、戦略的イノベーション基金や連邦政府機関、州政府、学術機関の連携を通じて量子コンピューティング研究を大幅に支援し、技術進歩への献身を示しています。
アジア太平洋地域は市場の大幅な成長が見込まれています。インドでは、量子技術センター（Centre for Quantum Technologies）やインド工科大学（IITs）とハイテク企業との提携が量子研究ハブの例として挙げられます。日本の研究開発エコシステムには、東芝やNTTのような大企業と東京大学のような学術機関とのパートナーシップがあり、量子研究のための活気ある雰囲気を作り出しています。中国では、合肥国家微量物理科学研究所のような研究施設が設立され、量子技術の発展のための強力なエコシステムを支えています。
主要企業・市場シェア
市場で事業を展開する主要企業には、Microsoft Corporation、IBM Corporation、QC Ware、Google LLC（Alphabet Inc.）などがあります。
IBM Corporationは、量子プログラムの作成と実行を支援するオープンソースの量子ソフトウェア開発キット（SDK）であるQiskitを中心に、包括的な量子コンピューティングソフトウェアソリューションを提供しています。さらにIBMは、量子回路の設計とシミュレーションを可能にし、量子アルゴリズム研究の進展を促進するQuantum ComposerとQuantum Labを提供しています。これらのツールとIBM Quantum Experienceは、量子プロセッサーへのクラウドベースのアクセスを提供し、量子コンピューティングの実験とイノベーションを促進します。
QC Wareは、量子アルゴリズム、最適化技術、量子機械学習アプリケーションを含む、幅広い量子コンピューティング・ソフトウェア製品を提供しています。主要製品であるForgeは、量子アルゴリズムを作成する機能を備えており、様々な分野における高度なコンピューティング・ソリューションに対する産業界の需要に応え、シミュレーションを容易にします。
量子コンピューティング・ソフトウェアの主要企業
1QBIT
アクセンチュアPLC
AWS Inc.
ケンブリッジ・クォンタム・コンピューティング
ディーウェーブ・システムズ
富士通
グーグルLLC
ハネウェル
ファーウェイ・テクノロジー Ltd.
IBM株式会社
マイクロソフト株式会社
QCウェア
リゲッティ・コンピューティング
リバーレーン
ザパタ・コンピューティング
Rigetti Computing社、Riverlane社、Zapata Computing社は、量子コンピューティング・ソフトウェア市場の新興市場参入企業です。
Riverlane社は、量子オペレーティングシステムであるDeltaflowと、もう一つの製品であるDeltaflowデコードを製造しています。このソフトウェアパッケージの目標は、量子ハードウェアを効果的に最適化し制御することで、ユーザーがさまざまな種類の量子コンピューターで複雑なアルゴリズムを実行できるようにすることです。
Zapata Computing社は、量子アルゴリズムとソフトウェア・アプリケーションを中心とした一連のソリューションを提供する、量子コンピューティング・ソフトウェア業界の新興企業の1つです。同社の製品であるOrquestraは、量子ワークフローを管理するための徹底したフレームワークを提供することで、様々な業界で量子アプリケーションを作成・実装する能力をユーザーに提供します。量子アルゴリズムの研究と応用はZapata Computingの焦点であり、高度な計算シミュレーションとソリューションに対する業界の需要に応えています。
2022年11月、マイクロソフトはAzure Quantum Resource Estimatorを発表。このツールは、量子アルゴリズム開発者が将来の量子コンピューティング・システム向けのアルゴリズムを作成・改良するのを支援することを目的としています。
2022年9月、IntelはIntel Quantum SDKを発表し、開発者がシミュレーションを通じて量子ビットを操作できる新しい量子アルゴリズムを作成できるようにしました。
本レポートでは、世界、地域、国レベルでの収益成長を予測し、2017年から2030年までの各サブセグメントにおける最新の業界動向の分析を提供しています。この調査レポートは、世界の量子コンピューティングソフトウェア市場をコンポーネント、展開技術、用途、最終用途、地域別に分類しています。
コンポーネントの展望（売上高、百万米ドル、2017年～2030年）
ソリューション
サービス
展開の展望（売上高、百万米ドル、2017年～2030年）
クラウド
オンプレミス
技術展望（売上高、百万米ドル、2017年～2030年）
超伝導キュービット
トラップイオン
量子アニーリング
その他
アプリケーションの展望（収益、百万米ドル、2017年～2030年）
最適化
機械学習
シミュレーション
その他
最終用途の展望（収益、百万米ドル、2017年～2030年）
航空宇宙・防衛
BFSI
ヘルスケア
自動車
エネルギー・電力
化学
政府機関
その他
地域別展望（収益, USD Million, 2017 – 2030）
北米
米国
カナダ
欧州
ドイツ
英国
フランス
アジア太平洋
中国
日本
インド
韓国
オーストラリア
ラテンアメリカ
ブラジル
メキシコ
中東・アフリカ（MEA）
KSA
アラブ首長国連邦
南アフリカ
【目次】
第1章. 方法論とスコープ
1.1. 市場セグメンテーションとスコープ
1.2. 市場の定義
1.3. 調査方法
1.3.1. 情報収集
1.3.2. 情報またはデータ分析
1.3.3. 市場形成とデータの可視化
1.3.4. データの検証・公開
1.4. 調査範囲と前提条件
1.4.1. データソース一覧
第2章. エグゼクティブサマリー
2.1. 市場の展望
2.2. セグメントの展望
2.3. 競合他社の洞察
第3章. 量子コンピューティングソフトウェア市場の変数、動向、スコープ
3.1. 市場導入/ライン展望
3.2. 市場規模と成長見通し（USD Million）
3.3. 産業バリューチェーン分析
3.4. 市場ダイナミクス
3.4.1. 市場促進要因分析
3.4.2. 市場阻害要因分析
3.4.3. 産業機会
3.4.4. 業界の課題
3.5. 量子コンピューティングソフトウェア市場分析ツール
3.5.1. ポーター分析
3.5.1.1. サプライヤーの交渉力
3.5.1.2. 買い手の交渉力
3.5.1.3. 代替の脅威
3.5.1.4. 新規参入による脅威
3.5.1.5. 競争上のライバル
3.5.2. PESTEL分析
3.5.2.1. 政治情勢
3.5.2.2. 経済・社会情勢
3.5.2.3. 技術的ランドスケープ
3.5.2.4. 環境景観
3.5.2.5. 法的景観
第4章. 量子コンピューティングソフトウェア市場 コンポーネントの推定とトレンド分析
4.1. セグメントダッシュボード
4.2. 量子コンピューティングソフトウェア市場： コンポーネントの動向分析、USD Million、2023年および2030年
4.3. ソリューション
4.3.1. ソリューション市場の収益予測および予測、2017年～2030年（百万米ドル）
4.4. サービス
4.4.1. サービス市場の収益予測および予測、2017年～2030年（USD Million）
第5章. 量子コンピューティングソフトウェア市場 展開の推定と動向分析
5.1. セグメントダッシュボード
5.2. 量子コンピューティングソフトウェア市場 展開動向分析、百万米ドル、2023年および2030年
5.3. クラウド
5.3.1. クラウド市場の収益予測と予測、2017年～2030年（百万米ドル）
5.4. オンプレミス
5.4.1. オンプレミス市場の売上高推計と予測、2017年～2030年（USD Million）
第6章. 量子コンピューティングソフトウェア市場 技術推計と動向分析
6.1. セグメントダッシュボード
6.2. 量子コンピューティングソフトウェア市場： 技術動向分析、USD Million、2023年および2030年
6.3. 超伝導キュービット
6.3.1. 超電導キュービット市場の収益予測および予測、2017～2030年 （百万米ドル）
6.4. トラップイオン
6.4.1. トラップドイオン市場の収益予測および予測、2017～2030年（百万米ドル）
6.5. 量子アニーリング
6.5.1. 量子アニーリング市場の収益予測と予測、2017年～2030年（USD Million）
6.6. その他
6.6.1. その他市場の収益予測および予測、2017年～2030年（百万米ドル）
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