Quantencomputing im Automobilmarkt

Marktdefinition

Quantencomputing wendet fortschrittliche Prinzipien der Quantenmechanik an, um komplexe Herausforderungen in der Fahrzeugkonstruktion, -fertigung, -logistik und beim autonomen Fahren in der Automobilindustrie zu lösen.Im Gegensatz zum klassischen Rechnen, das auf binären Bits basiert, nutzt das Quantencomputing Qubits, die mehrere Möglichkeiten gleichzeitig verarbeiten können, was schnellere und effizientere Berechnungen ermöglicht.

Diese Technologie verbessert die Optimierung von Lieferketten, beschleunigt die Entdeckung neuer Batteriematerialien für Elektrofahrzeuge, verbessert die künstliche Intelligenz für selbstfahrende Autos und ermöglicht fortschrittliche Verkehrsmanagementsysteme.

Der Quantencomputer im Automobilmarkt umfasst die Entwicklung, Einführung und Integration von Quantencomputertechnologien zur Optimierung von Fahrzeugdesign, Herstellungsprozessen, Lieferkettenlogistik und autonomen Fahrsystemen.

Quantencomputing im AutomobilmarktÜberblick

Die globale Quantencomputing-Marktgröße im Automobilbereich wurde im Jahr 2023 auf 139,2 Millionen US-Dollar geschätzt und wird voraussichtlich von 208,4 Millionen US-Dollar im Jahr 2024 auf 5.052,6 Millionen US-Dollar im Jahr 2031 wachsen, was einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 57,68 % im Prognosezeitraum entspricht.

Das Quantencomputing im Automobilmarkt verzeichnet aufgrund der Fortschritte, die durch Investitionen von Automobilherstellern und Technologieunternehmen unterstützt werden, ein rasantes Wachstum. Die steigende Nachfrage nach effizientem Fahrzeugdesign, verbesserter Batterieleistung für Elektrofahrzeuge und Echtzeit-Datenverarbeitung für autonomes Fahren beschleunigt die Einführung von Quantencomputern weiter.

Quantencomputing ermöglicht Hochgeschwindigkeitssimulationen und -optimierungen und ermöglicht es Unternehmen, Materialien der nächsten Generation zu entwickeln, die Aerodynamik zu verbessern und die Kraftstoffeffizienz zu steigern. Die Optimierung der Lieferkette und Logistik ist ein weiteres wichtiges Merkmal, das Automobilherstellern hilft, die Produktion zu rationalisieren, Kosten zu senken und die betriebliche Effizienz zu steigern.

Zu den wichtigsten Unternehmen, die im globalen Quantencomputing in der Automobilindustrie tätig sind, gehören International Business Machines Corp., Microsoft, D-Wave Systems Inc., Amazon, Alphabet Inc., Rigetti & Co, Inc., PASQAL SAS, Accenture, Terra Quantum AG, IonQ, Inc., Porsche Automobil Holding SE, BMW Group, TOYOTA MOTOR CORPORATION, Hyundai Motor Company und Ford Motor Company.

Darüber hinaus treiben Regierungsinitiativen, strategische Partnerschaften und erhöhte Mittel für Forschung und Entwicklung Innovationen in den Bereichen Fahrzeugsicherheit, Verkehrsmanagement und Energieeffizienz voran.

Die Integration von künstlicher Intelligenz und maschinellem Lernen mit Quantencomputing bringt auch vorausschauende Wartung, intelligente Mobilitätslösungen und fortschrittliche Fahrerassistenzsysteme (ADAS) auf den Markt. Während die Automobilindustrie ihren Wandel hin zur Elektrifizierung und Automatisierung fortsetzt, wird Quantencomputing wahrscheinlich eine entscheidende Rolle bei der Gestaltung der Zukunft der Mobilität spielen.

• Im Dezember 2023 gaben Airbus und die BMW Group den Start der Quantum Mobility Quest bekannt, einer Gemeinschaftsinitiative, die Quantencomputing nutzt, um komplexe Herausforderungen im Mobilitätssektor zu bewältigen. Die Partnerschaft konzentriert sich auf die Anwendung von Quantensimulation, Quantenoptimierung, Quantenmaschinellem Lernen und Quantenlösern, um zukünftige Mobilitätslösungen zu verbessern, einschließlich materialwissenschaftlicher Innovationen wie Wasserstoff-Brennstoffzellen und Korrosionsvorhersage.

Wichtigste Highlights:

1. Die globale Marktgröße für Quantencomputing in der Automobilindustrie wurde im Jahr 2023 auf 139,2 Millionen US-Dollar geschätzt.
2. Der Markt soll von 2024 bis 2031 mit einer jährlichen Wachstumsrate von 57,68 % wachsen.
3. Nordamerika hatte im Jahr 2023 einen Marktanteil von 40,12 % bei einer Bewertung von 55,9 Mio. USD.
4. Das Hardware-Segment erwirtschaftete im Jahr 2023 einen Umsatz von 61,4 Millionen US-Dollar.
5. Das Segment autonomer und vernetzter Fahrzeuge wird bis 2031 voraussichtlich 33,5 Millionen US-Dollar erreichen.
6. Der Markt im asiatisch-pazifischen Raum wird im Prognosezeitraum voraussichtlich mit einer jährlichen Wachstumsrate von 54,16 % wachsen.

Markttreiber

„Steigende Innovationen in der Fahrzeugoptimierung und der Batterietechnologie für Elektrofahrzeuge“

Der Quantencomputer im Automobilmarkt verzeichnet ein erhebliches Wachstum, angetrieben durch die steigende Nachfrage nach Fahrzeugoptimierung und Fortschritte in der BatterietechnologieElektrofahrzeuge(EVs).

Quantencomputing ermöglicht es Automobilherstellern, komplexe Simulationen mit beispielloser Geschwindigkeit und Genauigkeit durchzuführen und so ein verbessertes Fahrzeugdesign, Crashtests und die Entwicklung effizienterer Algorithmen für das autonome Fahren zu ermöglichen. Dies führt zu einer verbesserten Sicherheit, Aerodynamik und Gesamtleistung des Fahrzeugs.

Darüber hinaus hat der Vorstoß zur Elektrifizierung den Bedarf an besserer Batterietechnologie verstärkt. Quantencomputing beschleunigt die Entdeckung neuer Materialien und optimiert die Energiespeicherung, die Ladeeffizienz und die Batterielebensdauer.

Mithilfe von Quantensimulationen können Hersteller Elektrofahrzeugbatterien der nächsten Generation entwickeln, die eine höhere Energiedichte und schnellere Ladezeiten bieten und so letztendlich den Übergang zu nachhaltiger Mobilität unterstützen.

• Im Januar 2025 gaben Pasqal und EDF ihre Zusammenarbeit im Rahmen des von GENCI geleiteten Quantum Inception-Programms bekannt, um das Energiemanagement für das intelligente Laden von Elektrofahrzeugen (EV) mithilfe von Quantencomputing mit neutralen Atomen zu optimieren. Die Partnerschaft demonstrierte das Potenzial der Quantentechnologie bei der Prognose des Energiebedarfs und befasste sich mit der Komplexität der Stromverteilung im Zuge der zunehmenden Verbreitung von Elektrofahrzeugen.

Marktherausforderung

„Hohe Implementierungskosten und Bereitstellungskomplexität“

Das Quantencomputing im Automobilmarkt steht vor mehreren Herausforderungen, darunter hohe Implementierungskosten und eine begrenzte Verfügbarkeit qualifizierter Fachkräfte. Trotz seines Potenzials erfordert Quantencomputing erhebliche Investitionen in Hardware, Software und Infrastruktur, was eine flächendeckende Einführung für viele Automobilunternehmen zu einer Herausforderung macht.

Quantencomputer basieren auf grundlegend anderen Prinzipien als klassische Computer und erfordern spezielle Quantenprozessoren, kryogene Kühlsysteme und Fehlerkorrekturmechanismen, um effektiv zu funktionieren. Die Entwicklung dieser fortschrittlichen Technologien ist nicht nur teuer, sondern erfordert auch kontinuierliche Forschung und Innovation, um ihre Stabilität und Skalierbarkeit zu verbessern.

Automobilunternehmen verlassen sich bei Design, Fertigung und Simulation auf klassische Computersysteme, und der Übergang zum Quantencomputing erfordert erhebliche Änderungen an bestehenden Arbeitsabläufen. Die Kompatibilität von Quantenalgorithmen mit aktueller Automobilsoftware stellt eine weitere Hürde dar, da viele Industrieanwendungen noch nicht für Quantencomputing optimiert sind.

Um diese Herausforderungen zu meistern, nutzen Automobilhersteller Hybrid-Computing-Modelle, die klassische und Quantenverarbeitung kombinieren und es ihnen ermöglichen, mit Quantenanwendungen zu experimentieren, ohne die bestehende Infrastruktur vollständig zu ersetzen.

Darüber hinaus verringert die zunehmende Einführung von Quantum-as-a-Service (QaaS) Kostenbarrieren, indem sie einen cloudbasierten Zugang zum Quantencomputing ermöglicht und direkte Hardware-Investitionen überflüssig macht.

 Markttrend

„Steigerung der Zusammenarbeit und Quantum-as-a-Service (QaaS)“

Der Quantencomputer im Automobilmarkt entwickelt sich rasant weiter, angetrieben durch wichtige Trends wie die zunehmende Zusammenarbeit zwischen Automobilherstellern und Quantentechnologieunternehmen sowie die zunehmende Einführung von QaaS.

Automobilhersteller arbeiten zunehmend mit Quantencomputerfirmen zusammen, um spezielle Lösungen zu entwickeln, die einige der komplexesten Herausforderungen der Branche bewältigen.

Diese Kooperationen konzentrieren sich auf die Optimierung der Lieferkette, wobei Quantencomputer durch die schnelle Analyse mehrerer Variablen und Szenarien dazu beitragen, die Logistik zu rationalisieren, Kosten zu senken und die Effizienz zu verbessern.

Darüber hinaus wird die Quantentechnologie in der fortschrittlichen Materialforschung eingesetzt und hilft bei der Entdeckung leichter, langlebiger und energieeffizienterer Materialien, die die Leistung und Nachhaltigkeit von Fahrzeugen verbessern.

• Im Juni 2024 arbeiteten Classiq, BMW Group und NVIDIA zusammen, um die mechatronische Systemoptimierung in Elektrofahrzeugen mithilfe von Quantencomputing zu verbessern. Das Projekt nutzt fortschrittliche Quantenalgorithmen, darunter den Quantum Approximate Optimization Algorithm (QAOA) und den Harrow-Hassidim-Lloyd (HHL)-Algorithmus, wobei NVIDIA-GPUs und CUDA-Q komplexe Quantensimulationen ermöglichen. Diese Initiative zielt darauf ab, die Effizienz zu verbessern und Energieverschwendung zu reduzieren. Dies stellt einen wichtigen Schritt bei der Anwendung von Quantencomputern auf Automobilinnovationen dar.

Das Aufkommen von Quantum-as-a-Service macht Quantencomputing für Automobilhersteller zugänglicher, ohne dass erhebliche Investitionen in dedizierte Quantenhardware erforderlich sind.

Anstatt eine teure Quanteninfrastruktur aufzubauen, können Automobilunternehmen über cloudbasierte Plattformen führender Technologieunternehmen auf Quantencomputing-Funktionen zugreifen. Dies ermöglicht es Herstellern, Hochgeschwindigkeitssimulationen durchzuführen, das Fahrzeugdesign zu optimieren, die Batterieleistung zu verbessern und die Echtzeit-Entscheidungsfindung für autonome Fahrzeuge zu verbessern, ohne dass interne Quantenexpertise erforderlich ist.

Es wird erwartet, dass die Einführung von QaaS zunehmen wird, da Automobilhersteller zunehmend auf Cloud-basierte Quantenlösungen setzen, um die Effizienz und Innovation in ihren Betrieben zu steigern.

Schnappschuss des Marktberichts über Quantencomputing in der Automobilindustrie

Marktsegmentierung

• Nach Komponenten (Hardware, Software, Dienstleistungen): Das Hardware-Segment erwirtschaftete im Jahr 2023 61,4 Millionen US-Dollar aufgrund zunehmender Investitionen in Quantenprozessoren und der Entwicklung einer leistungsstarken Quantencomputer-Infrastruktur für Automobilanwendungen.
• Nach Anwendung (Fahrzeugdesign und -simulation, Batterieentwicklung und Energieoptimierung, autonome und vernetzte Fahrzeuge, Fertigung und Lieferkettenmanagement, Verkehrsoptimierung und Flottenmanagement, Cybersicherheit und Verschlüsselung): Das Segment der autonomen und vernetzten Fahrzeuge hielt im Jahr 2023 24,05 % des Marktes, was auf die zunehmende Einführung quantengestützter Optimierung und KI-gestützter Entscheidungsfindung für sicherere und effizientere selbstfahrende Technologien zurückzuführen ist.

Quantencomputing im AutomobilmarktRegionale Analyse

Basierend auf der Region wurde der globale Markt in Nordamerika, Europa, den asiatisch-pazifischen Raum, den Nahen Osten und Afrika sowie Lateinamerika unterteilt.

Nordamerika hatte im Jahr 2023 einen Anteil von 40,12 % am Weltmarkt für Quantencomputing im Automobilbereich mit einer Bewertung von 55,9 Mio. USD. Die Dominanz der Region wird durch die starke Präsenz wichtiger Technologieanbieter, zunehmende Investitionen in die Quantencomputing-Forschung und die frühzeitige Einführung fortschrittlicher Technologien durch große Automobilhersteller wie General Motors, Ford und Tesla vorangetrieben.

Darüber hinaus investieren die US-Regierung und Unternehmen des privaten Sektors stark in Quantencomputeranwendungen für Fahrzeugdesign, autonomes Fahren und Optimierung der Lieferkette. Initiativen von Technologiegiganten und Partnerschaften zwischen Automobilherstellern und Quantencomputerfirmen treiben das Marktwachstum in der Region weiter voran.

Der Automobilsektor in Nordamerika nutzt Quantencomputing für Materialsimulationen, Batterieleistungsoptimierung und Verkehrsflussmanagement und trägt so zu einer verbesserten Fahrzeugeffizienz, Nachhaltigkeit und Kostensenkung bei.

Darüber hinaus treibt die Präsenz renommierter Forschungseinrichtungen und staatlicher Förderprogramme Innovationen bei Quantentechnologieanwendungen für die Automobilindustrie voran.

Es wird erwartet, dass das Quantencomputing in der Automobilindustrie im asiatisch-pazifischen Raum mit einer prognostizierten jährlichen Wachstumsrate von 54,16 % im Prognosezeitraum das schnellste Wachstum auf dem Markt verzeichnen wird. Diese schnelle Expansion wird durch die steigende Nachfrage nach Elektrofahrzeugen (EVs), Fortschritte bei KI-gestützten Automobiltechnologien und Regierungsinitiativen zur Unterstützung der Quantenforschung und -entwicklung vorangetrieben.

Darüber hinaus sind die wachsende Präsenz von Technologie-Startups, Kooperationen zwischen Automobil-OEMs und Quantencomputerfirmen sowie staatlich unterstützte Quanteninitiativen Schlüsselfaktoren für die Marktexpansion der Region.

Die zunehmende Einführung vernetzter und autonomer Fahrzeuge (CAVs) und Smart-City-Entwicklungen im asiatisch-pazifischen Raum werden die Nachfrage nach quantenbetriebenen Lösungen in der Automobilindustrie weiter ankurbeln.

Darüber hinaus beschleunigen steigende Investitionen in die Quantencomputer-Infrastruktur, steigende Forschungs- und Entwicklungsausgaben führender Automobilhersteller und starke akademische Beiträge von Institutionen die Innovation bei Quantenanwendungen.

• Im Februar 2025 gaben die Toyota Tsusho Corporation und ORCA Computing ihre Partnerschaft zur Bereitstellung von Quantencomputerlösungen in ganz Japan und im restlichen asiatisch-pazifischen Raum bekannt. Der Schwerpunkt der Zusammenarbeit liegt auf der Integration der Quantensysteme der PT-Serie von ORCA Computing mit klassischem Hochleistungsrechnen, um Fortschritte in den Bereichen Automobil, Chemie und Industrie 4.0 zu ermöglichen.

 Regulierungsrahmen

• In den USADas National Institute of Standards and Technology (NIST) entwickelt Post-Quanten-Kryptographiestandards für die Datensicherheit. Die National Science Foundation (NSF) und das Department of Energy (DOE) finanzieren die Quantencomputerforschung in Zusammenarbeit mit Universitäten und dem Privatsektor. Der National Quantum Initiative Act koordiniert die Bemühungen des Bundes, die Quantentechnologie voranzutreiben und die Führungsrolle des Landes auf diesem Gebiet zu behaupten.
• In EuropaDer Europäische Kompetenzrahmen für Quantentechnologien umreißt die notwendigen Kenntnisse und Fähigkeiten, die für die Arbeit auf dem Gebiet der Quantentechnologien in Europa erforderlich sind, und stellt im Wesentlichen die Kompetenzlandschaft für Quantencomputer und andere damit verbundene Quantenanwendungen dar, was eine bessere Planung und Gestaltung von Bildungs- und Ausbildungsprogrammen in der Region ermöglicht.

Wettbewerbslandschaft

Der globale Markt für Quantencomputing im Automobilbereich wird sowohl von etablierten Unternehmen als auch von aufstrebenden Organisationen geprägt. Marktteilnehmer investieren stark in Forschung und Entwicklung, um Quantenalgorithmen zu verbessern, die Rechenleistung zu verbessern und branchenspezifische Anwendungen zu entwickeln, die auf die Bedürfnisse der Automobilindustrie zugeschnitten sind.

Kooperationen zwischen Automobilherstellern, Technologieunternehmen und Forschungseinrichtungen treiben Fortschritte bei Quantencomputerlösungen für Fahrzeugdesign, Batterieinnovation und autonome Fahrtechnologien voran.

Unternehmen konzentrieren sich auch auf die Integration von Quantencomputernkünstliche Intelligenzund maschinelles Lernen, um die Datenverarbeitung in Echtzeit zu beschleunigen und komplexe Simulationen zu optimieren.

Partnerschaften mit Cloud-Computing-Anbietern erweitern den Zugang zur Quantentechnologie und ermöglichen es Automobilherstellern, Quantum-as-a-Service-Modelle für verschiedene Anwendungen zu nutzen. Darüber hinaus ermöglichen Investitionen in die Entwicklung von Quantensoftware praktischere Anwendungen wie die Optimierung der Lieferkette, vorausschauende Wartung und fortschrittliche Fahrerassistenzsysteme.

Die zunehmende Zahl von Patenten und proprietären Technologien im Quantencomputing deutet darauf hin, dass der Schwerpunkt stark auf der Erlangung eines technologischen Vorsprungs liegt. Die dynamische Landschaft dieses Marktes wird außerdem durch staatliche Initiativen, regulatorische Unterstützung und branchenübergreifende Kooperationen geprägt, die alle zur kontinuierlichen Weiterentwicklung und Kommerzialisierung des Quantencomputings in der Automobilindustrie beitragen.

• Im Jahr 2024 schlossen sich IonQ und die Hyundai Motor Company zusammen, um VQE-Algorithmen (Variational Quantum Eigensolver) zur Untersuchung der Lithiumbatteriechemie zu entwickeln. Die Zusammenarbeit zielt darauf ab, das größte Batteriechemiemodell zu erstellen, das auf einem Quantencomputer läuft und die Struktur und Energie von Lithiumoxid simuliert, um die Batterieleistung, Kosten und Sicherheit zu verbessern. Durch die Kombination der Expertise von IonQ im Quantencomputing mit Hyundais Wissen über Lithiumbatterien zielt die Partnerschaft darauf ab, Lade- und Entladezyklen, Haltbarkeit und Kapazität von Batterien der nächsten Generation zu verbessern.

Liste der wichtigsten Unternehmen im Quantencomputing im Automobilmarkt:

• International Business Machines Corp.
• Microsoft
• D-Wave Systems Inc.
• Amazonas
• Alphabet Inc.
• Rigetti & Co, Inc.
• PASQAL SAS
• Accenture
• Terra Quantum AG
• IonQ, Inc.
• Porsche Automobil Holding SE
• BMW Group
• Toyota Motor Corporation
• Hyundai Motor Company
• Ford Motor Company

Aktuelle Entwicklungen (Kooperationen/Neuprodukteinführung)

• Im Februar 2025Quantinuum kündigte die Einführung seines Generative Quantum AI (Gen QAI)-Frameworks an, das quantengenerierte Daten seines H2-Quantencomputers nutzt, um die Genauigkeit des KI-Modells zu verbessern. Quantinuum arbeitet mit Branchenführern, darunter der HPE Group in Italien, zusammen, um Quanten-KI in Automobiltechnologien wie der Batterieentwicklung und der aerodynamischen Optimierung anzuwenden.
• Im November 2024, Volkswagen Group und IQM Quantum Computers arbeiteten für eine Studie zur Batteriesimulation unter Verwendung eines hybriden quantenklassischen Computing-Ansatzes zusammen. Die Ergebnisse verdeutlichten erhebliche Fortschritte bei der Simulation von Batteriematerialien und legten nahe, dass hybride quantenklassische Techniken größere Systeme als bestehende Methoden bewältigen könnten, was einen wichtigen Schritt hin zu besseren Batterien für Elektrofahrzeuge darstellt.
• Im Oktober 2024, Ayesa und Mercedes-Benz Spanien haben zusammengearbeitet, um einen fehlerfreien Fahrzeugherstellungsprozess unter Verwendung von Quanten- und klassischer KI zu entwickeln. Das Quanten-KI-Modell zeigte eine höhere Genauigkeit als herkömmliche KI bei der Erkennung von Anomalien, steigerte die Produktionseffizienz und reduzierte den manuellen Überprüfungsaufwand.