자동차 시장의 양자 컴퓨팅

시장 정의

양자 컴퓨팅은 고급 양자 역학 원리를 적용하여 자동차 산업의 차량 설계, 제조, 물류 및 자율 주행의 복잡한 문제를 해결합니다.바이너리 비트에 의존하는 기존 컴퓨팅과 달리 양자 컴퓨팅은 여러 가능성을 동시에 처리할 수 있는 큐비트를 활용하여 더 빠르고 효율적인 계산을 가능하게 합니다.

이 기술은 공급망 최적화를 강화하고, 전기자동차용 새로운 배터리 소재 발견을 가속화하며, 자율주행차용 인공지능을 향상시키고, 첨단 교통 관리 시스템을 구현합니다.

자동차 시장의 양자 컴퓨팅에는 차량 설계, 제조 프로세스, 공급망 물류 및 자율 주행 시스템을 최적화하기 위한 양자 컴퓨팅 기술의 개발, 채택 및 통합이 포함됩니다.

자동차 시장의 양자 컴퓨팅개요

자동차 시장 규모의 전 세계 양자 컴퓨팅 가치는 2023년 1억 3,920만 달러로 평가되었으며, 2024년 2억 840만 달러에서 2031년까지 50억 5,260만 달러로 성장하여 예측 기간 동안 CAGR 57.68%를 나타낼 것으로 예상됩니다.

자동차 시장의 양자 컴퓨팅은 자동차 제조업체와 기술 기업의 투자를 뒷받침하는 발전으로 인해 급속한 성장을 경험하고 있습니다. 효율적인 차량 설계, 전기 자동차의 향상된 배터리 성능, 자율 주행을 위한 실시간 데이터 처리에 대한 수요가 증가하면서 양자 컴퓨팅 채택이 더욱 가속화되고 있습니다.

양자 컴퓨팅은 고속 시뮬레이션과 최적화를 가능하게 하여 기업이 차세대 재료를 개발하고 공기 역학을 개선하며 연료 효율성을 향상시킬 수 있도록 해줍니다. 공급망 및 물류 최적화는 자동차 제조업체가 생산을 간소화하고 비용을 절감하며 운영 효율성을 높이는 데 도움이 되는 또 다른 주요 기능입니다.

자동차 산업에서 글로벌 양자 컴퓨팅을 운영하는 주요 기업으로는 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, 현대 자동차 및 Ford Motor Company가 있습니다.

또한 정부 이니셔티브, 전략적 파트너십, 연구 개발 자금 증가로 차량 안전, 교통 관리, 에너지 효율성 분야의 혁신이 촉진되고 있습니다.

인공 지능과 기계 학습을 양자 컴퓨팅과 통합하면 예측 유지 관리, 지능형 모빌리티 솔루션, 첨단 운전자 지원 시스템(ADAS)도 시장에 출시될 수 있습니다. 자동차 산업이 계속해서 전기화 및 자동화로 전환함에 따라 양자 컴퓨팅은 모빌리티의 미래를 형성하는 데 중요한 역할을 할 가능성이 높습니다.

• 2023년 12월, Airbus와 BMW 그룹은 양자 컴퓨팅을 사용하여 모빌리티 부문의 복잡한 문제를 해결하는 협업 이니셔티브인 Quantum Mobility Quest의 출시를 발표했습니다. 이번 파트너십은 양자 시뮬레이션, 양자 최적화, 양자 머신러닝, 양자 솔버를 적용해 수소 연료전지, 부식 예측 등 재료과학 혁신을 포함한 미래 모빌리티 솔루션을 강화하는 데 중점을 두고 있다.

주요 내용:

1. 2023년 자동차 시장 규모의 전 세계 양자 컴퓨팅 가치는 1억 3920만 달러로 평가되었습니다.
2. 시장은 2024년부터 2031년까지 CAGR 57.68%로 성장할 것으로 예상됩니다.
3. 북미는 2023년 시장 점유율 40.12%, 평가액 5,590만 달러를 기록했습니다.
4. 하드웨어 부문은 2023년에 6,140만 달러의 매출을 올렸습니다.
5. 자율주행 및 커넥티드 차량 부문은 2031년까지 3,350만 달러에 이를 것으로 예상됩니다.
6. 아시아 태평양 시장은 예측 기간 동안 CAGR 54.16%로 성장할 것으로 예상됩니다.

시장 동인

"차량 최적화 및 EV 배터리 기술의 혁신 상승"

자동차 시장의 양자컴퓨팅은 차량 최적화에 대한 수요 증가와 배터리 기술 발전에 힘입어 크게 성장하고 있습니다.전기 자동차(EV).

양자 컴퓨팅을 사용하면 자동차 제조업체는 전례 없는 속도와 정확성으로 복잡한 시뮬레이션을 수행할 수 있어 향상된 차량 설계, 충돌 테스트 및 보다 효율적인 자율 주행 알고리즘 개발이 가능해집니다. 이를 통해 안전성, 공기역학 및 전반적인 차량 성능이 향상됩니다.

또한, 전기화에 대한 추진으로 인해 더 나은 배터리 기술에 대한 필요성이 강화되었습니다. 양자 컴퓨팅은 에너지 저장, 충전 효율성 및 배터리 수명을 최적화하여 신소재 발견을 가속화합니다.

제조업체는 양자 시뮬레이션을 활용하여 더 높은 에너지 밀도와 더 빠른 충전 시간을 제공하고 궁극적으로 지속 가능한 이동성으로의 전환을 지원하는 차세대 EV 배터리를 설계할 수 있습니다.

• 2025년 1월 Pasqal과 EDF는 중성 원자 양자 컴퓨팅을 사용하여 전기 자동차(EV) 스마트 충전을 위한 에너지 관리를 최적화하기 위해 GENCI가 주도하는 양자 개시 프로그램을 통해 협력한다고 발표했습니다. 이번 파트너십은 에너지 수요 예측에서 양자 기술의 잠재력을 보여주었으며, EV 채택이 증가함에 따라 전력 분배의 복잡성을 해결했습니다.

시장 도전

"높은 구현 비용 및 배포 복잡성"

자동차 시장의 양자 컴퓨팅은 높은 구현 비용과 숙련된 전문가의 제한된 가용성 등 여러 가지 과제에 직면해 있습니다. 잠재력에도 불구하고 양자 컴퓨팅은 하드웨어, 소프트웨어 및 인프라에 대한 상당한 투자가 필요하므로 많은 자동차 회사에서 광범위한 채택을 어렵게 만듭니다.

양자 컴퓨터는 기존 컴퓨터와 근본적으로 다른 원리로 작동하므로 효과적으로 작동하려면 특수 양자 프로세서, 극저온 냉각 시스템 및 오류 수정 메커니즘이 필요합니다. 이러한 첨단 기술은 개발 비용이 많이 들 뿐만 아니라 안정성과 확장성을 개선하기 위한 지속적인 연구와 혁신이 필요합니다.

자동차 회사는 설계, 제조 및 시뮬레이션을 위해 기존 컴퓨팅 시스템에 의존하며, 양자 컴퓨팅으로 전환하려면 기존 워크플로를 크게 수정해야 합니다. 많은 산업 애플리케이션이 아직 양자 컴퓨팅에 최적화되지 않았기 때문에 양자 알고리즘과 현재 자동차 소프트웨어의 호환성은 또 다른 장애물입니다.

이러한 과제를 극복하기 위해 자동차 제조업체는 기존 인프라와 양자 처리를 결합한 하이브리드 컴퓨팅 모델을 활용하여 기존 인프라를 완전히 교체하지 않고도 양자 애플리케이션을 실험할 수 있도록 하고 있습니다.

또한, QaaS(Quantum-as-a-Service) 채택이 증가함에 따라 양자 컴퓨팅에 대한 클라우드 기반 액세스를 제공함으로써 비용 장벽이 낮아지고 직접적인 하드웨어 투자가 필요하지 않게 되었습니다.

 시장 동향

"협력 및 QaaS(Quantum-as-a-Service) 증가"

자동차 시장의 양자 컴퓨팅은 QaaS 채택 증가와 함께 자동차 제조사와 양자 기술 기업 간의 협력 증가 등 주요 트렌드에 힘입어 빠르게 진화하고 있습니다.

자동차 제조업체는 업계에서 가장 복잡한 과제 중 일부를 해결하는 전문 솔루션을 개발하기 위해 점점 더 양자 컴퓨팅 회사와 협력하고 있습니다.

이러한 협력은 양자 컴퓨팅이 여러 변수와 시나리오를 신속하게 분석하여 물류를 간소화하고 비용을 절감하며 효율성을 향상시키는 데 도움이 되는 공급망 최적화에 중점을 둡니다.

또한 양자 기술은 첨단 재료 연구에 활용되어 차량 성능과 지속 가능성을 향상시키는 가볍고 내구성이 뛰어나며 에너지 효율적인 재료를 발견하는 데 도움이 됩니다.

• 2024년 6월 Classiq, BMW 그룹, NVIDIA는 양자 컴퓨팅을 사용하여 전기 자동차의 메카트로닉 시스템 최적화를 향상하기 위해 협력했습니다. 이 프로젝트는 복잡한 양자 시뮬레이션을 가능하게 하는 NVIDIA GPU 및 CUDA-Q와 함께 QAOA(Quantum Approximate Optimization Algorithm) 및 HHL(Harrow-Hassidim-Lloyd) 알고리즘을 포함한 고급 양자 알고리즘을 활용합니다. 이 이니셔티브는 효율성을 향상하고 에너지 낭비를 줄이는 것을 목표로 하며, 자동차 혁신에 양자 컴퓨팅을 적용하는 중요한 단계입니다.

Quantum-as-a-Service의 출현으로 자동차 제조업체는 전용 양자 하드웨어에 상당한 투자를 하지 않고도 양자 컴퓨팅에 더 쉽게 접근할 수 있게 되었습니다.

자동차 회사는 값비싼 양자 인프라를 구축하는 대신 선도적인 기술 기업이 제공하는 클라우드 기반 플랫폼을 통해 양자 컴퓨팅 기능에 액세스할 수 있습니다. 이를 통해 제조업체는 내부 양자 전문 지식 없이도 고속 시뮬레이션을 실행하고, 차량 설계를 최적화하고, 배터리 성능을 개선하고, 자율 차량에 대한 실시간 의사 결정을 강화할 수 있습니다.

자동차 제조업체가 운영 전반에 걸쳐 효율성과 혁신을 향상하기 위해 클라우드 기반 양자 솔루션에 대한 의존도를 높이면서 QaaS 채택이 확대될 것으로 예상됩니다.

자동차 시장 보고서 스냅샷의 양자 컴퓨팅

시장 세분화

• 구성 요소별(하드웨어, 소프트웨어, 서비스): 하드웨어 부문은 양자 프로세서에 대한 투자 증가와 자동차 애플리케이션을 위한 고성능 양자 컴퓨팅 인프라 개발로 인해 2023년에 6,140만 달러를 벌었습니다.
• 애플리케이션별(차량 설계 및 시뮬레이션, 배터리 개발 및 에너지 최적화, 자율 주행 및 연결 차량, 제조 및 공급망 관리, 교통 최적화 및 차량 관리, 사이버 보안 및 암호화): 자율 주행 및 연결 차량 부문은 보다 안전하고 효율적인 자율 주행 기술을 위한 양자 기반 최적화 및 AI 기반 의사 결정 채택 증가로 인해 2023년 시장의 24.05%를 차지했습니다.

자동차 시장의 양자 컴퓨팅지역분석

지역을 기준으로 글로벌 시장은 북미, 유럽, 아시아 태평양, 중동 및 아프리카 및 라틴 아메리카로 분류되었습니다.

북미는 2023년 글로벌 시장에서 자동차 시장 점유율 40.12%(평가액 5,590만 달러)로 양자 컴퓨팅을 차지했습니다. 이 지역의 지배력은 핵심 기술 제공업체의 강력한 존재, 양자 컴퓨팅 연구에 대한 투자 증가, General Motors, Ford, Tesla와 같은 주요 자동차 제조업체의 첨단 기술 조기 채택에 의해 주도됩니다.

또한 미국 정부와 민간 부문 기업은 차량 설계, 자율 주행, 공급망 최적화를 위한 양자 컴퓨팅 애플리케이션에 막대한 투자를 하고 있습니다. 기술 대기업의 이니셔티브와 자동차 제조업체와 양자 컴퓨팅 회사 간의 파트너십이 이 지역의 시장 성장을 더욱 촉진하고 있습니다.

북미 자동차 부문은 재료 시뮬레이션, 배터리 성능 최적화, 교통 흐름 관리를 위해 양자 컴퓨팅을 활용하여 차량 효율성 향상, 지속 가능성 및 비용 절감에 기여하고 있습니다.

또한, 유명한 연구 기관과 정부 자금 지원 프로그램의 존재는 자동차 산업을 위한 양자 기술 응용 분야의 혁신을 촉진하고 있습니다.

아시아 태평양 자동차 산업의 양자 컴퓨팅은 예측 기간 동안 예상 CAGR 54.16%로 시장에서 가장 빠른 성장을 기록할 것으로 예상됩니다. 이러한 급속한 확장은 전기 자동차(EV)에 대한 수요 증가, AI 기반 자동차 기술의 발전, 양자 연구 및 개발을 지원하는 정부 이니셔티브에 의해 주도됩니다.

또한 기술 스타트업의 증가, 자동차 OEM과 양자 컴퓨팅 회사 간의 협력, 정부 지원 양자 이니셔티브는 이 지역의 시장 확장을 촉진하는 핵심 요소입니다.

아시아 태평양 지역에서 CAV(커넥티드 자율주행차) 채택이 증가하고 스마트 시티 개발이 늘어나면서 자동차 산업에서 양자 기반 솔루션에 대한 수요가 더욱 늘어날 것입니다.

또한 양자 컴퓨팅 인프라에 대한 투자 증가, 주요 자동차 제조업체의 R&D 지출 증가, 기관의 강력한 학문적 기여로 양자 응용 분야의 혁신이 가속화되고 있습니다.

• 2025년 2월 Toyota Tsusho Corporation과 ORCA Computing은 일본 및 기타 아시아 태평양 지역에 양자 컴퓨팅 솔루션을 제공하기 위한 파트너십을 발표했습니다. 이번 협력은 ORCA Computing의 PT 시리즈 양자 시스템을 고전적인 고성능 컴퓨팅과 통합하여 자동차, 화학 및 Industry 4.0 분야의 발전을 구현하는 데 중점을 두고 있습니다.

 규제 프레임워크

• 미국에서는, 미국 국립표준기술연구소(NIST)는 데이터 보안을 위한 포스트퀀텀 암호화 표준을 개발합니다. NSF(국립과학재단)와 에너지부(DOE)는 대학 및 민간 부문과 협력하여 양자 컴퓨팅 연구에 자금을 지원합니다. 국가 양자 이니셔티브법(National Quantum Initiative Act)은 양자 기술을 발전시키고 해당 분야에서 국가의 리더십을 유지하기 위한 연방 노력을 조정합니다.
• 유럽에서는, 양자 기술을 위한 유럽 역량 프레임워크는 유럽 내 양자 기술 분야에서 작업하는 데 필요한 필수 지식과 기술을 간략히 설명하며, 본질적으로 양자 컴퓨팅 및 기타 관련 양자 애플리케이션에 대한 역량 환경을 매핑하여 해당 지역의 교육 및 훈련 프로그램을 더 잘 계획하고 설계할 수 있도록 합니다.

경쟁 환경

자동차 시장의 글로벌 양자 컴퓨팅은 기존 기업과 신흥 조직이 모두 특징입니다. 시장 참여자들은 양자 알고리즘을 강화하고, 컴퓨팅 능력을 향상시키며, 자동차 요구 사항에 맞는 산업별 애플리케이션을 개발하기 위해 연구 개발에 막대한 투자를 하고 있습니다.

자동차 제조업체, 기술 회사 및 연구 기관 간의 협력은 차량 설계, 배터리 혁신 및 자율 주행 기술을 위한 양자 컴퓨팅 솔루션의 발전을 주도하고 있습니다.

기업들은 또한 양자 컴퓨팅을 통합하는 데 주력하고 있습니다.인공지능실시간 데이터 처리를 가속화하고 복잡한 시뮬레이션을 최적화하는 기계 학습.

클라우드 컴퓨팅 제공업체와의 파트너십을 통해 양자 기술에 대한 접근성이 확대되어 자동차 제조업체가 다양한 애플리케이션에 서비스형 양자 모델을 활용할 수 있습니다. 또한 양자 소프트웨어 개발에 대한 투자를 통해 공급망 최적화, 예측 유지 관리, 고급 운전자 지원 시스템과 같은 보다 실용적인 애플리케이션이 가능해졌습니다.

양자 컴퓨팅에서 특허 및 독점 기술의 수가 증가하는 것은 기술적 이점 확보에 대한 강조가 강하다는 것을 나타냅니다. 이 시장의 역동적인 환경은 정부 이니셔티브, 규제 지원 및 산업 간 협력에 의해 더욱 형성되며, 이 모두는 자동차 산업에서 양자 컴퓨팅의 지속적인 발전과 상용화에 기여합니다.

• 2024년, 이온큐와 현대자동차는 리튬 배터리 화학 연구를 위한 변이양자고유해석(VQE) 알고리즘을 개발하기 위해 파트너십을 맺었습니다. 이번 협력의 목표는 양자 컴퓨터에서 실행되는 최대 배터리 화학 모델을 만들어 리튬 산화물의 구조와 에너지를 시뮬레이션하여 배터리 성능, 비용 및 안전성을 향상시키는 것입니다. 이번 파트너십은 이온큐의 양자컴퓨팅 전문성과 현대차의 리튬 배터리 지식을 결합해 차세대 배터리의 충방전 주기, 내구성, 용량 개선을 모색한다.

자동차 시장의 양자 컴퓨팅의 주요 회사 목록:

• 국제 비즈니스 기계 공사.
• 마이크로소프트
• D-웨이브 시스템즈 주식회사
• 아마존
• 알파벳 주식회사
• 리게티 앤 컴퍼니
• 파스칼 SAS
• 액센츄어
• 테라 퀀텀 AG
• 이온큐(주)
• 포르쉐 오토모빌 홀딩 SE
• BMW 그룹
• 도요타 자동차 주식회사
• 현대자동차
• 포드 자동차 회사

최근 개발(협력/신제품 출시)

• 2025년 2월Quantinuum은 AI 모델 충실도를 높이기 위해 H2 양자 컴퓨터에서 양자 생성 데이터를 활용하는 Gen QAI(Generative Quantum AI) 프레임워크 출시를 발표했습니다. Quantinuum은 배터리 개발, 공기역학적 최적화 등 자동차 기술에 양자 AI를 적용하기 위해 이탈리아의 HPE 그룹을 비롯한 업계 리더들과 협력하고 있습니다.
• 2024년 11월, Volkswagen Group과 IQM Quantum Computers는 하이브리드 양자-고전 컴퓨팅 접근 방식을 사용한 배터리 시뮬레이션에 대한 연구를 위해 협력했습니다. 연구 결과는 배터리 재료 시뮬레이션의 상당한 진전을 강조하고 하이브리드 양자 고전 기술이 기존 방법보다 더 큰 시스템을 처리할 수 있으며 더 나은 EV 배터리를 향한 중요한 단계를 표시할 수 있음을 시사했습니다.
• 2024년 10월Ayesa와 Mercedes-Benz Spain은 양자 및 고전 AI를 사용하여 오류 없는 차량 제조 프로세스를 개발하기 위해 협력했습니다. 양자 AI 모델은 이상 징후 감지, 생산 효율성 향상, 수동 검증 노력 감소 등에서 기존 AI보다 높은 정확도를 입증했습니다.