量子フォトニクス市場規模は、2023年の4億米ドルから2030年には33億米ドルに成長すると予測され、2023年から2030年までの年平均成長率は32.2%。
セキュア通信の需要増と量子フォトニクスコンピューティングへの投資拡大が予測期間中の市場成長を促進。量子フォトニクス・コンピューティングの研究開発・投資の拡大が市場成長の機会を提供。
市場動向
促進要因 セキュア通信への需要の高まり
サイバー脅威が高まる中、より信頼性の高いセキュアな通信システムへのニーズが、量子フォトニクスにおけるセキュア通信へのニーズの高まりを後押ししています。古典的な暗号技術をベースとした従来の通信システムは、ハッキングや盗聴の影響を受けやすいものでしたが、量子コンピューティングはこうしたセキュリティ問題に対する現実的な答えを提示しています。量子暗号は量子力学の基本的な考えに基づいており、量子フォトニクスでは非常に安全な通信を提供するために使用されます。量子暗号は、量子状態の特性を利用して情報を暗号化し転送するため、ハッキングや盗聴に非常に強い。
例えば、量子鍵配送（QKD）では、2つの当事者が光子を使用して共有秘密鍵を作成し、それを使用してデータを暗号化および復号化することができます。QKDの安全性は、光子を測定または傍受しようとすると、必ず量子状態が失われ、観測者が存在することを当事者に知らせるという事実に基づいています。デジタル通信の量と感度が拡大するにつれて、ハッキングや盗聴を防止できる安全性の高い通信システムへの需要が高まっています。将来のセキュア通信において、量子フォトニクスは重要な役割を果たすと予想され、この問題に対する可能な解決策を提供します。
量子フォトニクスにおけるセキュア通信の必要性には、サイバー脅威からの保護、グローバルな接続性、高セキュリティアプリケーション、法的要件など複数の要因があります。全体として、量子フォトニクスにおけるセキュア通信の需要は、サイバー脅威からの保護、高セキュリティアプリケーションの必要性、グローバルな接続性の必要性、法的要件によって牽引されています。セキュア通信の需要が拡大し続ける中、量子フォトニクス市場も拡大が続くと予想されます。
2022年4月、ブリティッシュ・テレコミュニケーションズ（英国）と東芝（日本）は、量子暗号通信サービスの初の商業試験を開始しました。BT、東芝、EY（英国）は、世界初の商用量子セキュアメトロネットワークのトライアルを開始。このインフラは、ロンドン全域の多数のクライアントを接続することができ、通常の光ファイバーケーブル上で量子鍵分散（QKD）を利用した異なる物理的な場所間での重要なデータや情報の安全な伝送を可能にしました。QKDは、量子コンピューティングを利用したサイバー攻撃の脅威が高まる中、ネットワークやデータを守る上で重要な役割を果たす技術です。ロンドンのネットワークは、英国政府が目指す量子化対応経済への重要な一歩です。
抑制： 量子フォトニクスの導入と商業化の妨げとなる規制上の課題
量子フォトニクス技術の開発と商業化を目指す企業にとって、規制は大きな障害となる可能性があります。このような規制は、データプライバシー、知的財産、輸出規制、安全規制、規格や相互運用性など、様々な原因から発生します。例えば、金融や医療における厳格なデータプライバシー規制は、それに準拠するための追加的なセキュリティ対策を必要とする可能性があり、特許紛争やライセンス契約は、開発に複雑さとコストを追加する可能性があります。また、輸出規制や安全規制が導入の遅れにつながる可能性もあります。また、新たな標準の確立や既存技術との相互運用性により、開発プロセスがさらに複雑化し、時間がかかることもあります。企業は、規制機関や利害関係者と協力してコンプライアンスを確保し、量子フォトニクス・コンピューティング技術の採用と商業化を遅らせる可能性のあるこれらの課題を乗り越える必要があります。
チャンス 量子通信の進歩
量子通信の研究者は、エンタングルメントと重ね合わせを利用した安全な通信プロトコルの作成に注力しています。2つの当事者間で暗号鍵を安全に交換できる量子鍵配布は、量子通信の最も有望な用途の1つです。
研究者たちは、量子フォトニクス・コンピューティングにおいて、従来の電気的量子ビットではなく、フォトニック量子ビット（量子ビット）を採用した量子コンピュータの実現を目指しています。電気的量子ビットと比較すると、フォトニック量子ビットは、大幅な情報損失を被ることなく長距離を移動できることや、操作が比較的簡単であることなど、多くの利点があります。
ブリストル大学の研究者による100量子ビットのフォトニックチップの開発など、量子情報を処理するための大規模な集積フォトニック回路の実証は、量子フォトニクスコンピューティングの最近の発展です。また、量子フォトニクス・コンピューティング・システムで使用される効果的な光子源や検出器の開発も進んでいます。PsiQuantum社（米国）、Xanadu社（カナダ）、東芝（日本）などが量子フォトニクス分野の発展に積極的に取り組んでいます。これらは、量子フォトニクス・コンピューティング分野の開発に取り組んでいる企業のほんの一例に過ぎません。他にも数多くの企業や大学の研究チームが、この魅力的なテーマに重要な貢献をしています。
課題：量子フォトニクス・コンピューティングにおける実験的制約
量子フォトニクス・コンピューティングは、光の粒子である光子を用いて量子情報を伝達・解析しようとする新しい研究分野です。この技術はコンピューティングに革命をもたらす可能性を秘めていますが、実用化には様々な障害を克服する必要があります。量子フォトニクス・コンピューティングの分野では、近年、実用化に向けた発展を妨げる様々な障害が発生しています。 実験的な制約が量子フォトニクスの実質的なハードルとなっています。量子フォトニクスコンピューティングの理論的なモデルや手法は確立されていますが、実験的な制約のため、実際のデバイスに実装することは依然として大きな課題となっています。これらの課題には、高いエラーレート、量子フォトニクスコンピューティングシステムのスケールアップ、量子コンピュータの基本構成要素である量子ビットのコヒーレンスの維持、フォトニック量子ビットの検出と測定などが含まれます。
量子フォトニクス市場のエコシステム
量子フォトニクス市場は競争が激しい市場です。東芝（日本）、Xanadu（カナダ）、Quandela（フランス）、ID Quantique（スイス）など、少数の一流企業が存在することが特徴です。これらの企業は、高効率で信頼性の高い量子フォトニクスソリューションを発売するための研究開発活動に投資することで、競争力のあるエコシステムを構築しています。
予測期間中、システム分野が最高のCAGRを記録
予測期間中、量子フォトニクス市場ではシステムセグメントが最も高い成長率を記録し、最大の市場シェアを占める見込み。予測期間中、最大シェアを占めるのはシステム分野。このセグメントは、先進的なハードウェア技術と業界全体の需要増加により急成長。Xanadu社(カナダ)やQuandela社(フランス)などの企業は、高性能量子フォトニクスハードウェアを発表しており、この技術を暗号化、機械学習、最適化などの様々なアプリケーションに利用しやすく有益なものにしています。
予測期間中、量子通信セグメントが最大市場シェア
量子フォトニクス市場の中で、量子通信分野は予測期間中に大幅な成長が見込まれます。量子通信は、量子コンピュータやセンサなどの量子デバイス間で光子を用いて量子情報を転送するもの。量子鍵分散(QKD)と量子乱数生成を用いて、スパイやハッキングに対する強固なセキュリティを提供します。これらの技術は、安全な通信が不可欠な軍事、政府、医療への応用が期待されています。
予測期間中、輸送・物流セグメントが量子フォトニクス市場で最も高いCAGRが見込まれる市場
輸送・物流セグメント市場は、予測期間中に最も速いCAGRで成長すると予測されています。この成長を促進する要因としては、量子コンピューティングがルート計画やサプライチェーン管理などの物流業務を最適化し、コスト削減や納期短縮をもたらすことなどが挙げられます。量子センサーはより良い意思決定のためのリアルタイムの環境データを提供し、量子技術の進歩は輸送システム設計のための革新的なソリューションを約束します。
予測期間中、北米の地域別シェアが拡大
北米は、量子フォトニクスコンピュータ技術の開発と商業化において重要な役割を果たしています。この地域には、量子コンピューティングのリーディングカンパニー、研究機関、大学があり、この分野の技術革新を牽引しています。PsiQuantum (米国)、Xanadu (カナダ)、AOsense (米国)、Quantum Xchange (米国)は、北米でこの市場に対応している企業の一部です。量子コンピュータと関連技術の開発は、北米が量子フォトニクス事業に貢献する主な方法の1つです。
主要企業
量子フォトニクス企業は、東芝（日本）、Xanadu（カナダ）、Quandela（フランス）、ID Quantique（スイス）、ORCA Computing（英国）、PsiQuantum（米国）、TundraSystems（英国）、Quix Quantum（オランダ）、Nordic Quantum Computing Group（ノルウェー）、Thorlabs（米国）など、世界的に実績のある企業が大半を占めています、 AOSense（米国）、Single Quantum（オランダ）、Qubitekk（米国）、QuintessenceLabs（オーストラリア）、NTT Technologies（日本）、NEC（日本）、M Squared（英国）、CryptaLabs（英国）、Nu Quantum（英国）、Microchip Technology（米国）、Amazon Web Services（AWS）（米国）、QuantumXchange（米国）、Quantum Dice（英国）、Menlo Systems（ドイツ）、QUSIDE（英国）。これらのプレーヤーは、市場成長のために製品の発表/開発、契約、コラボレーション、合意、買収を採用。
この調査レポートは、量子フォトニクス市場を提供、用途、垂直、地域に基づいて分類しています。
セグメント
サブセグメント
製品別
システム
サービス
アプリケーション別
量子通信
量子ランダム生成器
量子鍵配布
量子コンピューティング
量子センシング＆計測
原子時計
PAR（光合成有効放射）量子センサー
量子ドット光検出器
量子LiDar
垂直
宇宙・防衛
銀行・金融
ヘルスケア＆製薬
運輸・物流
政府機関
農業・環境
その他
地域別
北米
米国
カナダ
メキシコ
欧州
ドイツ
英国
フランス
オランダ
その他のヨーロッパ
アジア太平洋 (APAC)
中国
日本
韓国
その他のアジア太平洋地域
その他の地域
中東・アフリカ
南米
2023年3月、CryptoNext Security社（フランス）とQuandela社（フランス）は、ポスト量子通信プロトコルのセキュリティ確保のための統合ソリューションの開発で提携しました。このソリューションは、量子コンピューティングとポスト量子暗号の修復における両社の専門知識を活用したものです。両社は、防衛、金融、製造、エネルギー、自動車、デジタルサービスなど、さまざまな業界における機密データ転送を保護するための、完全に統合された量子安全ソリューションを提供することを目指しています。
2022年10月、Quandela社（フランス）がフランス原子力委員会電子情報技術研究所（CEA-Leti）と提携し、高性能フォトニックチップを完全フランス国内で製造。
2022年6月、ザナドゥがフォトニックベースの量子コンピュータ「Borealis」を発表。ザナドゥによると、これは216個のスクイーズドステート量子ビットを備えた世界最大のフォトニック量子コンピュータ。ザナドゥは、スーパーコンピューターでは9,000年以上かかるタスクを36マイクロ秒で実行できるBorealisの能力により、量子的な優位性を達成したと主張。
【目次】
1 はじめに （ページ – 26）
1.1 調査目的
1.2 市場の定義
1.3 対象と除外
1.4 調査範囲
1.4.1 調査対象市場
図1 量子フォトニクス市場：セグメンテーション
1.4.2 地域範囲
1.4.3 考慮した年数
1.5 考慮通貨
表1 通貨換算レート
1.6 制限事項
1.7 利害関係者
1.8 景気後退の影響
2 調査方法 （ページ – 31）
2.1 調査データ
図2 量子フォトニクス市場：調査デザイン
2.1.1 二次調査と一次調査
図 3 市場：調査手法
2.1.2 二次データ
2.1.2.1 主な二次情報源
2.1.2.2 二次ソースからの主要データ
2.1.3 一次データ
2.1.3.1 主要な一次インタビュー参加者のリスト
2.1.3.2 一次資料からの主要データ
2.1.3.3 プライマリーの内訳
2.1.3.4 主要業界インサイト
2.2 市場規模の推定
図4 市場規模推定のための調査フロー
図5 市場規模推計方法：企業収益
2.2.1 ボトムアップアプローチ
図6 市場規模推定手法：ボトムアップアプローチ
2.2.2 トップダウンアプローチ
図7 市場規模推定手法：トップダウンアプローチ
2.3 市場の内訳とデータ三角測量
図8 データ三角測量
2.4 調査の前提
表2 量子フォトニクス市場：調査前提条件
2.5 不況が市場に与える影響を分析するために考慮したパラメータ
表3 市場：景気後退の影響アプローチ
2.6 調査の限界
図9 市場：調査の限界
2.7 リスク評価
表4 市場：リスク評価
3 事業概要 （ページ – 41）
図10 量子コンピューティング市場は予測期間中にシステム分野が大きなシェアを占める見込み
図11 量子フォトニクス市場、アプリケーション別、2023年対2030年
図12 2030年には銀行・金融分野が量子フォトニクスを支配
図13 アジア太平洋地域の量子フォトニクス市場は予測期間中に最も高い成長率を記録
4 PREMIUM INSIGHTS (ページ – 45)
4.1 量子フォトニクス市場におけるプレーヤーにとっての魅力的な機会
図14 量子フォトニクス技術への投資が増加し、市場参入の機会創出へ
4.2 オファリング別市場
図15 予測期間中に高い成長率を記録するシステム分野
4.3 アプリケーション別市場
図 16 予測期間中、量子通信が最大シェアを占める市場
4.4 北米量子フォトニクス市場：アプリケーション別、国別
図17 2023年には量子通信が北米市場で最大シェアを獲得
4.5 業種別市場
図18 銀行・金融分野が予測期間中に最大シェアを占める
4.6 地域別市場
図 19：予測期間中に最も高い成長を記録するのは韓国
5 市場概観（ページ – 48）
5.1 はじめに
5.2 市場ダイナミクス
図 20 量子フォトニクス市場：促進要因、阻害要因、機会、課題
5.2.1 ドライバ
図21 ドライバが市場に与える影響の分析
5.2.1.1 安全な通信に対する需要の高まり
5.2.1.2 量子至上主義の可能性
5.2.1.3 量子フォトニクスへの投資拡大
5.2.1.4 既存技術との融合
5.2.2 阻害要因
図22 市場への阻害要因の影響分析
5.2.2.1 量子フォトニクスにおける標準化の欠如
5.2.2.2 量子フォトニクスの導入と商業化を妨げる規制上の課題
5.2.2.3 量子フォトニクスのスケーリングの難しさ
5.2.3 機会
図23 機会が市場に与える影響の分析
5.2.3.1 量子通信の進歩
5.2.3.2 量子フォトニクスコンピューティングの研究開発と投資の拡大
5.2.3.3 量子フォトニクスコンピューティング市場におけるハードウェアとソフトウェアの機会
5.2.4 課題
図24 課題が市場に与える影響の分析
5.2.4.1 量子フォトニクスコンピューティングにおける実験的制約
5.3 バリューチェーン分析
図25 量子フォトニクス市場：バリューチェーン分析
5.3.1 研究、設計、開発
5.3.2 メーカー
5.3.3 ソフトウェアプロバイダー
5.3.4 システムインテグレーター
5.3.5 エンドユーザー産業
5.4 エコシステム分析
表5 量子フォトニクス市場：エコシステム分析
図 26 市場：エコシステム分析
5.5 ポーターの5つの力分析
図 27 市場：ポーターの5つの力分析
5.5.1 新規参入の脅威
5.5.2 サプライヤーの交渉力
5.5.3 買い手の交渉力
5.5.4 代替品の脅威
5.5.5 競合の激しさ
5.6 価格分析
図28 ザナドゥが提供するフォトニック量子コンピュータのアプリケーション別平均販売価格
5.7 ケーススタディ分析
表6 IDQとSKブロードバンド、韓国で重要データ保護にqkdの利用を拡大
表7 光子対光源の特性評価とエンタングルメント
表8 ロールスロイス、航空宇宙研究を加速する量子アルゴリズムの共同開発でザナドゥと提携
表9 クアンデラとクリプトネクスト・セキュリティが量子安全ソリューションの提供で提携
表 10 オルカ・コンピューティングが英国国防省（MOD）と提携し、将来のデータ処理能力に向けた量子コンピューティングを開発
5.8 貿易分析
表11 電子集積回路の国別輸入データ（2017～2021年）（百万米ドル
表12 電子集積回路の輸出データ（国別、2017-2021年）（百万米ドル
5.9 関税分析
表13 米国が電子集積回路とその部品の輸入に課す関税（2021年
表14 中国が電子集積回路とその部品の輸入に課す関税（2021年
表15 ドイツが電子集積回路（部品）の輸入に課す関税（2021年
5.10 規制
5.10.1 規制機関、政府機関、その他の団体
表16 北米：規制機関、政府機関、その他の団体
表17 欧州：規制機関、政府機関、その他の団体
表18 アジア太平洋地域：規制機関、政府機関、その他の団体
表19行：規制機関、政府機関、その他の団体
5.10.2 規制基準
5.10.2.1 P1913 – ソフトウェア定義量子通信
5.10.2.2 P7130 – 量子技術の定義に関する規格
5.10.2.3 P7131「量子コンピューティングの性能評価指標とベンチマークに関する規格
5.11 技術分析
5.11.1 量子イメージング
5.11.2 量子暗号
5.11.3 量子シミュレーション
5.11.4 量子ナノフォトニクス
5.11.5 量子エラー訂正
5.11.6 プロセッサ＆チップ
5.11.7 開発ツール
5.11.8 機械学習
5.12 特許分析
表 20 特許登録件数（2019 年～2022 年
図 29 過去 10 年間の特許出願件数の多い企業（2013～2022 年
図 30 過去 10 年間に付与された特許数（2013-2022 年
表21 過去10年間の特許所有者数上位20社（2013-2022年
5.13 主要な会議とイベント（2023～2024年
表22 量子フォトニクス市場：主要会議・イベント（2023～2024年
5.14 顧客企業の収益シフトと新たな収益ポケット
図31 量子フォトニクスにおける収益シフト
5.15 主要ステークホルダーと購買プロセス
5.15.1 購入プロセスにおける主要ステークホルダー
図32 上位3アプリケーションの購買プロセスにおける関係者の影響力
表 23 上位 3 アプリケーションの購買プロセスにおけるステークホルダーの影響力(%)
5.15.2 購入基準
図 33 上位 3 つのアプリケーションにおける主な購買基準
表24 上位3つのアプリケーションにおける主な購買基準
…
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レポートコード：SE 8665
