Marktgröße, Anteil, Wachstum und Branchenanalyse für Quantensensoren, nach Produkttyp (Atomuhren, Magnetsensoren, Sensoren für photosynthetisch aktive Strahlung (PAR), andere), nach Endverbrauchsindustrie (Militär und Verteidigung, Gesundheitswesen, Automobil, Luft- und Raumfahrt, andere) und regionale Analyse, 2024-2031

Marktdefinition

Der Markt umfasst Technologien, die Quantenphänomene wie Überlagerung, Verschränkung und Quantentunneln nutzen, um hochempfindliche und genaue Messungen zu erzielen.

Diese Sensoren werden in verschiedenen Anwendungen eingesetzt, darunter Navigation, medizinische Bildgebung, geophysikalische Erkundung und Verteidigung, da sie eine überlegene Leistung gegenüber herkömmlichen Sensortechnologien bieten. Der Bericht bietet eine umfassende Analyse der wichtigsten Treiber, aufkommenden Trends und der Wettbewerbslandschaft, die den Markt im Prognosezeitraum voraussichtlich beeinflussen wird.

Markt für QuantensensorenÜberblick

Die globale Marktgröße für Quantensensoren wurde im Jahr 2023 auf 268,1 Millionen US-Dollar geschätzt und wird voraussichtlich von 303,2 Millionen US-Dollar im Jahr 2024 auf 808,5 Millionen US-Dollar im Jahr 2031 wachsen, was einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 15,04 % im Prognosezeitraum entspricht. 

Die zunehmenden Anwendungen von Quantensensoren im Gesundheitswesen und in der medizinischen Bildgebung, angetrieben durch ihre hohe Empfindlichkeit und nicht-invasive Natur sowie Fortschritte bei Miniaturisierung und Integration, verbessern die Geräteleistung und erweitern ihren Einsatz in klinischen und Forschungsumgebungen.

Wichtige Unternehmen, die in der Quantensensorenbranche tätig sind, sind Campbell Scientific, Inc., ID Quantique, LI-COR, Inc., M Squared Lasers Limited, Muquans, AOSense, Inc., Atomionics Pte Ltd, Apogee Instruments, Inc., QuantumDiamonds, Q-CTRL, Nomad Atomics, Skye Instruments Ltd, SICK AG, KWAN-TEK und andere.

Der Markt wird durch den steigenden Bedarf an hochpräzisen Messwerkzeugen in Branchen wie Verteidigung, Luft- und Raumfahrt und Geophysik angetrieben. Quantensensoren bieten im Vergleich zu klassischen Sensoren eine deutlich höhere Empfindlichkeit und Genauigkeit und ermöglichen die präzise Erkennung von Gravitationsfeldern, magnetischen Variationen und Trägheitsbewegungen.

Dies ist für kritische Anwendungen wie die U-Boot-Navigation, die Erkennung unterirdischer Ressourcen und die satellitengestützte Erdbeobachtung von entscheidender Bedeutung.

• Im April 2025 kündigte die NASA die Entwicklung des Quantum Gravity Gradiometer Pathfinder an, des ersten weltraumgestützten Quantensensors für Schwerkraftmessungen. Diese Initiative zielt darauf ab, die wachsende Nachfrage nach hochempfindlichen und kompakten Sensortechnologien zu befriedigen und fortschrittliche Anwendungen in der Ressourcenkartierung, Planetenforschung und Erdbeobachtung zu ermöglichen.

Wichtigste Highlights:

1. Die Marktgröße für Quantensensoren belief sich im Jahr 2023 auf 268,1 Millionen US-Dollar.
2. Der Markt soll von 2024 bis 2031 mit einer jährlichen Wachstumsrate von 15,04 % wachsen.
3. Nordamerika hatte im Jahr 2023 einen Marktanteil von 36,33 % bei einer Bewertung von 97,4 Mio. USD.
4. Das Segment der Atomuhren-Technologie erwirtschaftete im Jahr 2023 einen Umsatz von 99,8 Millionen US-Dollar.
5. Das Gesundheitssegment wird bis 2031 voraussichtlich 244,3 Millionen US-Dollar erreichen.
6. Der asiatisch-pazifische Raum wird im Prognosezeitraum voraussichtlich mit einer jährlichen Wachstumsrate von 16,13 % wachsen.

Markttreiber

Wachsende Anwendungen im Gesundheitswesen und in der medizinischen Bildgebung

Der Markt für Quantensensoren wird durch den zunehmenden Einsatz von Quantensensoren im Gesundheitswesen beeinflusstmedizinische Bildgebungaufgrund ihrer hochempfindlichen und nicht-invasiven Diagnosefähigkeiten.

Auf Stickstoff-Leerstellen (NV) basierende Sensoren ermöglichen eine hochauflösende Magnetfelderkennung und unterstützen Fortschritte in der Bildgebung des Gehirns, der Früherkennung von Krankheiten und einer verbesserten MRT-Leistung. Diese Integration steigert die Nachfrage in der biomedizinischen Forschung und klinischen Diagnostik und trägt zum Marktwachstum bei.

Im April 2025 brachte Bosch in Zusammenarbeit mit Element Six Bosch Quantum Sensing auf den Markt, um kompakte Quantenmagnetfeldsensoren aus synthetischen Diamanten zu kommerzialisieren. Die Initiative zielt darauf ab, der steigenden Nachfrage nach hochpräzisen Sensorlösungen in den Bereichen Gesundheitswesen, Navigation und Ressourcenexploration gerecht zu werden.

Marktherausforderung

Technische Herausforderungen bei der Quantensensorentwicklung

Quantensensoren reagieren sehr empfindlich auf Umweltfaktoren wie Temperaturschwankungen, elektromagnetische Störungen und mechanische Vibrationen, die ihre Genauigkeit und Zuverlässigkeit drastisch beeinträchtigen können, was ihre Integration in praktische, reale Anwendungen zu einer besonderen Herausforderung macht.

Um diesen Herausforderungen zu begegnen, entwickeln Unternehmen fortschrittliche Techniken zur Abschirmung, Vibrationsisolierung und thermischen Stabilisierung. Innovationen wie kryogene Kühlung und die Unterbringung von Sensoren in kontrollierten Umgebungen werden ebenfalls erforscht, um die Präzision der Sensoren zu verbessern und sie für praktische Anwendungen besser geeignet zu machen.

Markttrend

Miniaturisierung und Integration von Quantensensoren

Die Miniaturisierung von Quantensensoren ist ein wichtiger Trend in der Branche, wobei Fortschritte kompaktere und integriertere Geräte ermöglichen. Technologien wie Stickstoff-Leerstellen-Zentren (NV) und nukleare Quadrupolarresonanz (NQR) sind wegweisend bei der Reduzierung der Größe von Sensoren, ohne deren Präzision zu beeinträchtigen.

Dieser Trend fördert den Einsatz von Quantensensoren in Bereichen wie dem Gesundheitswesen, der Verteidigung und der wissenschaftlichen Forschung und bietet neue Möglichkeiten für Innovation und Präzision.

• Im Januar 2025 stellte Penn Engineering eine neue Quantensensormethode vor, die nukleare Quadrupolarresonanz mit Stickstoff-Leerstellenzentren in Diamanten kombiniert. Dieser Ansatz ermöglicht die Erkennung von Signalen auf atomarer Ebene und erfüllt den wachsenden Bedarf an präziser molekularer Analyse in Bereichen wie der Arzneimittelentwicklung und der Proteinforschung.

Schnappschuss des Quantensensoren-Marktberichts

Marktsegmentierung:

• Nach Produkttyp (Atomuhren, magnetische Sensoren, photosynthetisch aktive Strahlungssensoren (PAR), andere): Das Atomuhren-Segment erzielte im Jahr 2023 aufgrund seiner hohen Präzision und der wachsenden Nachfrage in Verteidigungs-, Luft- und Raumfahrt- und Telekommunikationsanwendungen einen Umsatz von 99,8 Millionen US-Dollar.
• Nach Endverbrauchsindustrie (Militär und Verteidigung, Gesundheitswesen, Automobil und Luft- und Raumfahrt, andere): Das Militär- und Verteidigungssegment hielt im Jahr 2023 33,96 % des Marktes, was auf die zunehmende Einführung von Quantensensoren für Navigation, Überwachung und sichere Kommunikationssysteme zurückzuführen ist.

Markt für QuantensensorenRegionale Analyse

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

Der Marktanteil der Quantensensoren in Nordamerika lag im Jahr 2023 auf dem Weltmarkt bei rund 36,33 %, bei einer Bewertung von 97,4 Millionen US-Dollar. Diese Dominanz wird auf die starke staatliche Unterstützung und ein gut etabliertes Forschungsökosystem zurückgeführt.

Initiativen wie die U.S. National Quantum Initiative beschleunigen zusammen mit erheblichen Investitionen von Verteidigungs- und Raumfahrtbehörden wie DARPA und NASA den Fortschritt in der Quantensensortechnologie. Darüber hinaus beschleunigen Kooperationen zwischen akademischen Institutionen und Branchenakteuren die technologische Entwicklung und Kommerzialisierung in der gesamten Region.

Die Industrieregion für Quantensensoren im asiatisch-pazifischen Raum steht vor einem deutlichen Wachstum mit einer robusten jährlichen Wachstumsrate von 16,13 % im Prognosezeitraum, angetrieben durch die steigende Nachfrage nach fortschrittlichen Technologien und die wachsenden Industrie- und Verbraucherbedürfnisse.

Branchen in Bereichen wie Gesundheitswesen, Verteidigung, Fertigung und Smart Cities setzen aufgrund ihrer Präzision und Effizienz zunehmend auf Quantensensoren. Darüber hinaus beschleunigt der wachsende Markt für Unterhaltungselektronik und Gesundheitsüberwachung die Nachfrage nach hochempfindlichen und präzisen Quantensensorsystemen weiter.

• Im Juli 2024 haben das Forschungszentrum Jülich und das koreanische IBS Center for Quantum Nanoscience einen Quantensensor entwickelt, der Magnetfelder auf atomarer Ebene erfassen kann. Die Innovation bietet hochpräzise Werkzeuge zur Untersuchung von Quantenmaterialien und zur Durchführung von Messungen auf atomarer Ebene. Es wird auch erwartet, dass die MRT-Empfindlichkeit und -Genauigkeit verbessert wird, was bessere diagnostische Möglichkeiten in der medizinischen Bildgebung ermöglicht.

Regulatorische Rahmenbedingungen

• In den USADer Markt wird durch den National Quantum Initiative Act (NQI) reguliert, der einen strategischen Rahmen für die Entwicklung, Standardisierung und Kommerzialisierung von Quantentechnologien festlegt.
• Europa hat die Niederspannungsrichtlinie (LVD) – 2014/35/EU – eingeführt,Darin werden Sicherheits- und Leistungsstandards für elektrische Geräte festgelegt, die in bestimmten Spannungsbereichen betrieben werden, einschließlich Quantensensoren.

Wettbewerbslandschaft

Unternehmen auf dem Markt für Quantensensoren engagieren sich aktiv in strategischen Initiativen, um ihren technologischen Vorsprung zu stärken und ihre Marktpräsenz auszubauen. Wichtige Akteure gehen Forschungskooperationen mit akademischen Institutionen und Regierungsbehörden ein, um Innovationen in Bereichen wie Sensorpräzision, Miniaturisierung und Systemintegration zu beschleunigen.

Zusätzlich zu den Kooperationsbemühungen investieren Unternehmen in fortschrittliche Fertigungskapazitäten und spezielle Quantenforschungsanlagen, um die Produktentwicklung und -vermarktung zu unterstützen.

• Im August 2024 arbeitete QuantumDiamonds mit dem Fraunhofer-Institut für elektromagnetische Feldtheorie zusammen, um ein hochauflösendes Quantensensormikroskop zu entwickeln. Die Zusammenarbeit zielt auf den steigenden Bedarf an präziser Halbleiteranalyse ab und unterstützt die Weiterentwicklung der Quantensensortechnologie für einen breiteren Einsatz in Forschung und industriellen Anwendungen.

Liste der wichtigsten Unternehmen im Quantensensoren-Markt:

• Campbell Scientific, Inc.
• ID Quantique
• LI-COR, Inc.
• M Squared Lasers Limited
• Muquans
• AOSense, Inc.
• Atomionics Pte Ltd
• Apogee Instruments, Inc.
• QuantumDiamonds
• Q-STRG.
• Nomad Atomics
• Skye Instruments Ltd
• SICK AG
• KWAN-TEK

Aktuelle Entwicklungen (Neueinführungen von Produkten)

• Im März 2025schloss Fermilab eine Partnerschaft mit Diraq und der University of Wisconsin-Madison für das Quandarum-Projekt ab, mit dem Ziel, einen Quantensensor durch die Kombination von Silizium-Spin-Qubits und kryogener Skipper-Auslesetechnologie zu entwickeln. Unterstützt durch das QuantISED-Programm des DOE konzentriert sich das Projekt darauf, Wissenschaftlern die Erkennung schwacher Signale aus dem Kosmos zu ermöglichen, mit möglichen Anwendungen bei der Untersuchung dunkler Materie.
• Im April 2025, Q-CTRL gab erfolgreiche Tests seines quantengesicherten Navigationssystems bekannt, das fortschrittliche Quantensensoren verwendet, um eine heimliche, störungssichere GPS-freie Positionierung zu ermöglichen.
• Im Februar 2025, DARPA startete das Robust Quantum Sensors (RoQS)-Programm, um den Einsatz von Quantensensoren in realen Verteidigungsanwendungen voranzutreiben. Ziel ist es, Herausforderungen wie Vibrationen und elektromagnetische Störungen zu überwinden, indem hochpräzise und belastbare Sensoren entwickelt werden, die für die Integration in Verteidigungsplattformen geeignet sind.
• Im September 2024, KWAN-TEK und HIQUTE DIAMOND haben eine strategische Partnerschaft geschlossen, um Quantenmetrologielösungen zu verbessern. Diese Zusammenarbeit kombiniert die Expertise von HIQUTE im Bereich Quantendiamantmaterialien mit den Fähigkeiten von KWAN-TEK bei der Sensorintegration und stärkt so Europas diamantbasiertes Quantensensorökosystem.