Computación cuántica en el mercado automotriz

Definición de mercado

La computación cuántica aplica principios avanzados de la mecánica cuántica para resolver desafíos complejos en el diseño, la fabricación, la logística y la conducción autónoma de vehículos en la industria automotriz.A diferencia de la computación clásica, que se basa en bits binarios, la computación cuántica utiliza qubits que pueden procesar múltiples posibilidades simultáneamente, lo que permite cálculos más rápidos y eficientes.

Esta tecnología mejora la optimización de las cadenas de suministro, acelera el descubrimiento de nuevos materiales para baterías de vehículos eléctricos, mejora la inteligencia artificial para vehículos autónomos y permite sistemas avanzados de gestión del tráfico.

La computación cuántica en el mercado automotriz abarca el desarrollo, adopción e integración de tecnologías de computación cuántica para optimizar el diseño de vehículos, los procesos de fabricación, la logística de la cadena de suministro y los sistemas de conducción autónoma.

Computación cuántica en el mercado automotrizDescripción general

El tamaño del mercado mundial de computación cuántica en automoción se valoró en 139,2 millones de dólares en 2023 y se prevé que crezca de 208,4 millones de dólares en 2024 a 5.052,6 millones de dólares en 2031, exhibiendo una tasa compuesta anual del 57,68% durante el período previsto.

La computación cuántica en el mercado automotriz está experimentando un rápido crecimiento, debido a los avances respaldados por inversiones de fabricantes de automóviles y empresas de tecnología. La creciente demanda de un diseño de vehículos eficiente, un rendimiento mejorado de la batería de los vehículos eléctricos y un procesamiento de datos en tiempo real para la conducción autónoma está acelerando aún más la adopción de la computación cuántica.

La computación cuántica permite simulaciones y optimizaciones de alta velocidad, lo que permite a las empresas desarrollar materiales de próxima generación, mejorar la aerodinámica y mejorar la eficiencia del combustible. La optimización de la cadena de suministro y la logística es otra característica importante que ayuda a los fabricantes de automóviles a optimizar la producción, reducir costos y mejorar la eficiencia operativa.

Las principales empresas que operan en la computación cuántica global en la industria automotriz son 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 y Ford Motor Company.

Además, las iniciativas gubernamentales, las asociaciones estratégicas y el aumento de la financiación para la investigación y el desarrollo están impulsando la innovación en la seguridad de los vehículos, la gestión del tráfico y la eficiencia energética.

La integración de la inteligencia artificial y el aprendizaje automático con la computación cuántica también está trayendo al mercado mantenimiento predictivo, soluciones de movilidad inteligente y sistemas avanzados de asistencia al conductor (ADAS). A medida que la industria automotriz continúa su cambio hacia la electrificación y la automatización, la computación cuántica probablemente desempeñará un papel crucial en la configuración del futuro de la movilidad.

• En diciembre de 2023, Airbus y BMW Group anunciaron el lanzamiento de Quantum Mobility Quest, una iniciativa colaborativa que utiliza la computación cuántica para abordar desafíos complejos en el sector de la movilidad. La asociación se centra en la aplicación de simulación cuántica, optimización cuántica, aprendizaje automático cuántico y solucionadores cuánticos para mejorar las soluciones de movilidad futuras, incluidas innovaciones en la ciencia de los materiales, como las pilas de combustible de hidrógeno y la predicción de la corrosión.

Aspectos destacados clave:

1. El tamaño del mercado mundial de la computación cuántica en la automoción se valoró en 139,2 millones de dólares en 2023.
2. Se proyecta que el mercado crecerá a una tasa compuesta anual del 57,68% de 2024 a 2031.
3. América del Norte tenía una cuota de mercado del 40,12% en 2023, con una valoración de 55,9 millones de dólares.
4. El segmento de hardware obtuvo 61,4 millones de dólares de ingresos en 2023.
5. Se espera que el segmento de vehículos autónomos y conectados alcance los 33,5 millones de dólares en 2031.
6. Se prevé que el mercado en Asia Pacífico crezca a una tasa compuesta anual del 54,16% durante el período previsto.

Impulsor del mercado

"Creciente innovación en optimización de vehículos y tecnología de baterías para vehículos eléctricos"

La computación cuántica en el mercado automotriz está experimentando un crecimiento significativo, impulsado por la creciente demanda de optimización de vehículos y avances en la tecnología de baterías paravehículos eléctricos(VE).

La computación cuántica permite a los fabricantes de automóviles realizar simulaciones complejas con una velocidad y precisión sin precedentes, lo que permite mejorar el diseño de vehículos, realizar pruebas de choque y desarrollar algoritmos de conducción autónoma más eficientes. Esto conduce a una mayor seguridad, aerodinámica y rendimiento general del vehículo.

Además, el impulso a la electrificación ha intensificado la necesidad de una mejor tecnología de baterías. La computación cuántica acelera el descubrimiento de nuevos materiales, optimizando el almacenamiento de energía, la eficiencia de carga y la longevidad de la batería.

Al aprovechar las simulaciones cuánticas, los fabricantes pueden diseñar baterías para vehículos eléctricos de próxima generación que ofrezcan una mayor densidad de energía y tiempos de carga más rápidos, lo que en última instancia respaldará la transición hacia la movilidad sostenible.

• En enero de 2025, Pasqal y EDF anunciaron su colaboración a través del programa de inicio cuántico liderado por GENCI para optimizar la gestión de la energía para la carga inteligente de vehículos eléctricos (EV) utilizando computación cuántica de átomos neutros. La asociación demostró el potencial de la tecnología cuántica en la previsión de la demanda de energía, abordando las complejidades de la distribución de electricidad a medida que crece la adopción de vehículos eléctricos.

Desafío del mercado

"Altos costos de implementación y complejidad de la implementación"

La computación cuántica en el mercado automotriz enfrenta varios desafíos, incluidos altos costos de implementación y disponibilidad limitada de profesionales capacitados. A pesar de su potencial, la computación cuántica requiere una inversión significativa en hardware, software e infraestructura, lo que dificulta su adopción generalizada para muchas empresas automotrices.

Las computadoras cuánticas funcionan con principios fundamentalmente diferentes a los de las computadoras clásicas, y requieren procesadores cuánticos especializados, sistemas de enfriamiento criogénico y mecanismos de corrección de errores para funcionar de manera efectiva. Estas tecnologías avanzadas no sólo son costosas de desarrollar sino que también exigen investigación e innovación continuas para mejorar su estabilidad y escalabilidad.

Las empresas automotrices dependen de sistemas informáticos clásicos para el diseño, la fabricación y la simulación, y la transición a la computación cuántica requiere modificaciones significativas en los flujos de trabajo existentes. La compatibilidad de los algoritmos cuánticos con el software automotriz actual es otro obstáculo, ya que muchas aplicaciones industriales aún no están optimizadas para la computación cuántica.

Para superar estos desafíos, los fabricantes de automóviles están aprovechando modelos de computación híbrida que combinan procesamiento clásico y cuántico, lo que les permite experimentar con aplicaciones cuánticas sin reemplazar completamente la infraestructura existente.

Además, la creciente adopción de Quantum-as-a-Service (QaaS) está reduciendo las barreras de costos al proporcionar acceso basado en la nube a la computación cuántica, eliminando la necesidad de inversiones directas en hardware.

 Tendencia del mercado

"Aumento de la colaboración y la tecnología cuántica como servicio (QaaS)"

La computación cuántica en el mercado automotriz está evolucionando rápidamente, impulsada por tendencias clave como el aumento de las colaboraciones entre fabricantes de automóviles y empresas de tecnología cuántica, junto con la creciente adopción de QaaS.

Los fabricantes de automóviles se asocian cada vez más con empresas de computación cuántica para desarrollar soluciones especializadas que aborden algunos de los desafíos más complejos de la industria.

Estas colaboraciones se centran en la optimización de la cadena de suministro, donde la computación cuántica ayuda a optimizar la logística, reducir costos y mejorar la eficiencia mediante el análisis rápido de múltiples variables y escenarios.

Además, la tecnología cuántica se está aprovechando en la investigación de materiales avanzados, lo que ayuda a descubrir materiales ligeros, duraderos y con mayor eficiencia energética que mejoran el rendimiento y la sostenibilidad de los vehículos.

• En junio de 2024, Classiq, BMW Group y NVIDIA colaboraron para mejorar la optimización del sistema mecatrónico en vehículos eléctricos mediante computación cuántica. El proyecto aprovecha algoritmos cuánticos avanzados, incluido el algoritmo de optimización aproximada cuántica (QAOA) y el algoritmo Harrow-Hassidim-Lloyd (HHL), con GPU NVIDIA y CUDA-Q que permiten simulaciones cuánticas complejas. Esta iniciativa tiene como objetivo mejorar la eficiencia y reducir el desperdicio de energía, lo que marca un paso clave en la aplicación de la computación cuántica a la innovación automotriz.

La aparición de Quantum-as-a-Service está haciendo que la computación cuántica sea más accesible para los fabricantes de automóviles sin requerir inversiones sustanciales en hardware cuántico dedicado.

En lugar de construir una costosa infraestructura cuántica, las empresas automotrices pueden acceder a capacidades de computación cuántica a través de plataformas basadas en la nube proporcionadas por empresas tecnológicas líderes. Esto permite a los fabricantes ejecutar simulaciones de alta velocidad, optimizar el diseño del vehículo, mejorar el rendimiento de la batería y mejorar la toma de decisiones en tiempo real para vehículos autónomos sin experiencia cuántica interna.

Se espera que la adopción de QaaS se expanda a medida que los fabricantes de automóviles aumenten su dependencia de soluciones cuánticas basadas en la nube para mejorar la eficiencia y la innovación en todas sus operaciones.

Resumen del informe de mercado Computación cuántica en la automoción

Segmentación del mercado

• Por componente (Hardware, Software, Servicios): El segmento de hardware ganó 61,4 millones de dólares en 2023 debido al aumento de las inversiones en procesadores cuánticos y al desarrollo de infraestructura de computación cuántica de alto rendimiento para aplicaciones automotrices.
• Por aplicación (diseño y simulación de vehículos, desarrollo de baterías y optimización de energía, vehículos autónomos y conectados, fabricación y gestión de la cadena de suministro, optimización del tráfico y gestión de flotas, ciberseguridad y cifrado): el segmento de vehículos autónomos y conectados ocupó el 24,05 % del mercado en 2023, debido a la creciente adopción de la optimización basada en tecnología cuántica y la toma de decisiones basada en inteligencia artificial para tecnologías de conducción autónoma más seguras y eficientes.

Computación cuántica en el mercado automotrizAnálisis Regional

Según la región, el mercado global se ha clasificado en América del Norte, Europa, Asia Pacífico, Oriente Medio y África y América Latina.

América del Norte representó una cuota de mercado de computación cuántica en automoción del 40,12% en 2023 en el mercado global, con una valoración de 55,9 millones de dólares. El dominio de la región está impulsado por la fuerte presencia de proveedores de tecnología clave, el aumento de las inversiones en investigación en computación cuántica y la adopción temprana de tecnologías avanzadas por parte de los principales fabricantes de automóviles, como General Motors, Ford y Tesla.

Además, el gobierno estadounidense y las empresas del sector privado están invirtiendo fuertemente en aplicaciones de computación cuántica para el diseño de vehículos, la conducción autónoma y la optimización de la cadena de suministro. Las iniciativas de los gigantes tecnológicos y las asociaciones entre fabricantes de automóviles y empresas de computación cuántica están impulsando aún más el crecimiento del mercado en la región.

El sector automotriz en América del Norte está aprovechando la computación cuántica para simulaciones de materiales, optimización del rendimiento de la batería y gestión del flujo de tráfico, contribuyendo a mejorar la eficiencia, la sostenibilidad y la reducción de costos de los vehículos.

Además, la presencia de reconocidas instituciones de investigación y programas de financiación gubernamental está impulsando la innovación en las aplicaciones de la tecnología cuántica para la industria automotriz.

Se espera que la computación cuántica en la industria automotriz en Asia Pacífico registre el crecimiento más rápido del mercado, con una tasa compuesta anual proyectada del 54,16 % durante el período previsto. Esta rápida expansión está impulsada por la creciente demanda de vehículos eléctricos (EV), los avances en las tecnologías automotrices impulsadas por IA y las iniciativas gubernamentales que respaldan la investigación y el desarrollo cuánticos.

Además, la creciente presencia de nuevas empresas tecnológicas, las colaboraciones entre fabricantes de equipos originales de automóviles y empresas de computación cuántica, y las iniciativas cuánticas respaldadas por el gobierno son factores clave que impulsan la expansión del mercado de la región.

La creciente adopción de vehículos conectados y autónomos (CAV) y el desarrollo de ciudades inteligentes en Asia Pacífico impulsarán aún más la demanda de soluciones de energía cuántica en la industria automotriz.

Además, las crecientes inversiones en infraestructura de computación cuántica, el aumento de los gastos en I+D de los principales fabricantes de automóviles y las fuertes contribuciones académicas de las instituciones están acelerando la innovación en las aplicaciones cuánticas.

• En febrero de 2025, Toyota Tsusho Corporation y ORCA Computing anunciaron su asociación para proporcionar soluciones de computación cuántica en Japón y el resto de la región de Asia Pacífico. La colaboración se centra en integrar los sistemas cuánticos de la serie PT de ORCA Computing con la informática clásica de alto rendimiento, permitiendo avances en los sectores automotriz, químico y de la Industria 4.0.

 Marco regulatorio

• En los EE.UU., el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) desarrolla estándares de criptografía poscuántica para la seguridad de los datos. La Fundación Nacional de Ciencias (NSF) y el Departamento de Energía (DOE) financian la investigación en computación cuántica en colaboración con universidades y sectores privados. La Ley de Iniciativa Cuántica Nacional coordina los esfuerzos federales para avanzar en la tecnología cuántica y mantener el liderazgo del país en este campo.
• En Europa, el Marco Europeo de Competencias para Tecnologías Cuánticas describe los conocimientos y habilidades necesarios para trabajar en el campo de las tecnologías cuánticas en Europa, esencialmente trazando el panorama de competencias para la computación cuántica y otras aplicaciones cuánticas relacionadas, lo que permite una mejor planificación y diseño de los programas de educación y formación en la región.

Panorama competitivo

El mercado mundial de la computación cuántica en la automoción se caracteriza tanto por corporaciones establecidas como por organizaciones en ascenso. Los actores del mercado están invirtiendo fuertemente en investigación y desarrollo para mejorar los algoritmos cuánticos, mejorar la potencia informática y desarrollar aplicaciones específicas de la industria adaptadas a las necesidades automotrices.

Las colaboraciones entre fabricantes de automóviles, empresas de tecnología e instituciones de investigación están impulsando avances en soluciones de computación cuántica para el diseño de vehículos, la innovación de baterías y las tecnologías de conducción autónoma.

Las empresas también se están centrando en integrar la computación cuántica coninteligencia artificialy aprendizaje automático para acelerar el procesamiento de datos en tiempo real y optimizar simulaciones complejas.

Las asociaciones con proveedores de computación en la nube están ampliando la accesibilidad a la tecnología cuántica, lo que permite a los fabricantes de automóviles aprovechar los modelos cuánticos como servicio para diversas aplicaciones. Además, las inversiones en el desarrollo de software cuántico están permitiendo aplicaciones más prácticas, como la optimización de la cadena de suministro, el mantenimiento predictivo y los sistemas avanzados de asistencia al conductor.

El creciente número de patentes y tecnologías patentadas en computación cuántica indica un fuerte énfasis en obtener una ventaja tecnológica. El panorama dinámico de este mercado está moldeado aún más por iniciativas gubernamentales, apoyo regulatorio y colaboraciones entre industrias, todo lo cual contribuye a la evolución y comercialización continua de la computación cuántica en la industria automotriz.

• En 2024, IonQ y Hyundai Motor Company se asociaron para desarrollar algoritmos de resolución propia cuántica variacional (VQE) para estudiar la química de las baterías de litio. La colaboración tiene como objetivo crear el modelo químico de batería más grande ejecutado en una computadora cuántica, simulando la estructura y la energía del óxido de litio para mejorar el rendimiento, el costo y la seguridad de la batería. Al combinar la experiencia de IonQ en computación cuántica con el conocimiento de Hyundai sobre baterías de litio, la asociación busca mejorar los ciclos de carga y descarga, la durabilidad y la capacidad de las baterías de próxima generación.

Lista de empresas clave en el mercado Computación cuántica en automoción:

• Corporación de máquinas de negocios internacionales.
• microsoft
• D-Wave Systems Inc.
• Amazonas
• Alfabeto Inc.
• Rigetti & Co, Inc.
• PASQAL SAS
• acento
• Terra Quantum AG
• IonQ, Inc.
• Porsche Automobil Holding SE
• Grupo BMW
• CORPORACION DE MOTORES TOYOTA
• Compañía de motores Hyundai
• Compañía de motores Ford

Desarrollos recientes (colaboraciones/lanzamiento de nuevos productos)

• En febrero de 2025, Quantinuum anunció el lanzamiento de su marco Generative Quantum AI (Gen QAI), que utiliza datos generados cuánticamente desde su computadora cuántica H2 para mejorar la fidelidad del modelo de IA. Quantinuum está colaborando con líderes de la industria, incluido HPE Group en Italia, para aplicar la IA cuántica en tecnologías automotrices como el desarrollo de baterías y la optimización aerodinámica.
• En noviembre de 2024, el Grupo Volkswagen y IQM Quantum Computers colaboraron en un estudio sobre simulación de baterías utilizando un enfoque de computación híbrida cuántica-clásica. Los hallazgos destacaron avances significativos en las simulaciones de materiales de baterías y sugirieron que las técnicas híbridas cuánticas-clásicas podrían manejar sistemas más grandes que los métodos existentes, lo que marca un paso importante hacia mejores baterías para vehículos eléctricos.
• En octubre de 2024, Ayesa y Mercedes-Benz España colaboraron para desarrollar un proceso de fabricación de vehículos sin errores utilizando IA cuántica y clásica. El modelo de IA cuántica demostró una mayor precisión que la IA tradicional a la hora de detectar anomalías, mejorar la eficiencia de la producción y reducir los esfuerzos de verificación manual.