汽车市场中的量子计算

市场定义

量子计算应用先进的量子力学原理来解决汽车行业车辆设计、制造、物流和自动驾驶方面的复杂挑战。与依赖二进制位的经典计算不同，量子计算利用可以同时处理多种可能性的量子位，从而实现更快、更高效的计算。

该技术增强了供应链的优化，加速了电动汽车新型电池材料的发现，改进了自动驾驶汽车的人工智能，并实现了先进的交通管理系统。

汽车市场中的量子计算包括量子计算技术的开发、采用和集成，以优化车辆设计、制造工艺、供应链物流和自动驾驶系统。

汽车市场中的量子计算概述

2023年全球汽车量子计算市场规模为1.392亿美元，预计将从2024年的2.084亿美元增长到2031年的50.526亿美元，预测期内复合年增长率为57.68%。

由于汽车制造商和科技公司投资支持的进步，汽车市场的量子计算正在经历快速增长。对高效车辆设计、增强电动汽车电池性能以及自动驾驶实时数据处理的需求不断增长，进一步加速了量子计算的采用。

量子计算可以实现高速模拟和优化，使公司能够开发下一代材料、改善空气动力学并提高燃油效率。供应链和物流优化是另一大功能，可帮助汽车制造商简化生产、降低成本并提高运营效率。

全球汽车行业量子计算领域的主要公司有国际商业机器公司、微软、D-Wave Systems Inc.、亚马逊、Alphabet Inc.、Rigetti & Co, Inc.、PASQAL SAS、埃森哲、Terra Quantum AG、IonQ, Inc.、保时捷汽车控股公司、宝马集团、丰田汽车公司、现代汽车公司和福特汽车公司。

此外，政府举措、战略合作伙伴关系以及研发资金的增加正在推动车辆安全、交通管理和能源效率方面的创新。

人工智能和机器学习与量子计算的集成也将预测性维护、智能移动解决方案和先进的驾驶员辅助系统 (ADAS) 推向市场。随着汽车行业继续向电气化和自动化转型，量子计算可能会在塑造移动出行的未来方面发挥关键作用。

• 2023 年 12 月，空客和宝马集团宣布启动 Quantum Mobility Quest，这是一项利用量子计算解决移动领域复杂挑战的合作计划。该合作伙伴关系的重点是应用量子模拟、量子优化、量子机器学习和量子求解器来增强未来的移动解决方案，包括氢燃料电池和腐蚀预测等材料科学创新。

主要亮点：

1. 2023年全球汽车量子计算市场规模达1.392亿美元。
2. 预计2024年至2031年该市场将以57.68%的复合年增长率增长。
3. 2023年北美市场份额为40.12%，估值为5590万美元。
4. 2023 年，硬件部门的收入为 6140 万美元。
5. 到 2031 年，自动驾驶和联网汽车领域预计将达到 3350 万美元。
6. 预计亚太地区市场在预测期内将以 54.16% 的复合年增长率增长。

市场驱动力

“车辆优化和电动汽车电池技术不断创新”

在汽车优化需求不断增长以及电池技术进步的推动下，汽车市场中的量子计算正在经历显着增长。电动汽车（电动汽车）。

量子计算使汽车制造商能够以前所未有的速度和精度执行复杂的模拟，从而增强车辆设计、碰撞测试以及开发更高效的自动驾驶算法。这可以提高安全性、空气动力学和车辆整体性能。

此外，电气化的推动加剧了对更好电池技术的需求。量子计算加速新材料的发现，优化能量存储、充电效率和电池寿命。

通过利用量子模拟，制造商可以设计下一代电动汽车电池，提供更高的能量密度和更快的充电时间，最终支持向可持续交通的过渡。

• 2025 年 1 月，Pasqal 和 EDF 宣布通过 GENCI 主导的量子启动计划进行合作，利用中性原子量子计算优化电动汽车 (EV) 智能充电的能源管理。此次合作展示了量子技术在能源需求预测方面的潜力，解决了随着电动汽车采用的增长而带来的电力分配的复杂性。

市场挑战

“实施成本高且部署复杂”

汽车市场中的量子计算面临着多项挑战，包括实施成本高和熟练专业人员的可用性有限。尽管量子计算潜力巨大，但它需要对硬件、软件和基础设施进行大量投资，这使得广泛采用量子计算对许多汽车公司来说充满挑战。

量子计算机的运行原理与传统计算机完全不同，需要专门的量子处理器、低温冷却系统和纠错机制才能有效运行。这些先进技术不仅开发成本昂贵，而且需要不断的研究和创新来提高其稳定性和可扩展性。

汽车公司依赖经典计算系统进行设计、制造和模拟，而过渡到量子计算需要对现有工作流程进行重大修改。量子算法与当前汽车软件的兼容性是另一个障碍，因为许多行业应用尚未针对量子计算进行优化。

为了克服这些挑战，汽车制造商正在利用结合了经典处理和量子处理的混合计算模型，使他们能够在不完全替换现有基础设施的情况下试验量子应用。

此外，量子即服务（QaaS）的日益普及正在通过提供基于云的量子计算访问来降低成本障碍，从而消除了直接硬件投资的需要。

 市场趋势

“加强协作和量子即服务 (QaaS)”

在汽车制造商和量子技术公司之间不断加强的合作以及 QaaS 的日益普及等关键趋势的推动下，汽车市场中的量子计算正在迅速发展。

汽车制造商越来越多地与量子计算公司合作，开发专门的解决方案来解决行业中一些最复杂的挑战。

这些合作重点关注供应链优化，其中量子计算通过快速分析多个变量和场景来帮助简化物流、降低成本并提高效率。

此外，量子技术还被用于先进材料研究，帮助发现轻质、耐用和更节能的材料，从而提高车辆性能和可持续性。

• 2024 年 6 月，Classiq、宝马集团和 NVIDIA 合作，利用量子计算增强电动汽车的机电系统优化。该项目利用先进的量子算法，包括量子近似优化算法 (QAOA) 和 Harrow-Hassidim-Lloyd (HHL) 算法，并通过 NVIDIA GPU 和 CUDA-Q 实现复杂的量子模拟。该举措旨在提高效率并减少能源浪费，标志着将量子计算应用于汽车创新的关键一步。

量子即服务的出现使汽车制造商更容易使用量子计算，而无需对专用量子硬件进行大量投资。

汽车公司可以通过领先技术公司提供的基于云的平台来访问量子计算能力，而不是构建昂贵的量子基础设施。这使得制造商能够运行高速模拟，优化车辆设计，提高电池性能，并增强自动驾驶汽车的实时决策，而无需内部量子专业知识。

随着汽车制造商越来越依赖基于云的量子解决方案来提高整个运营的效率和创新，QaaS 的采用预计将会扩大。

汽车市场中的量子计算报告快照

市场细分

• 按组件（硬件、软件、服务）划分：由于对量子处理器的投资增加以及汽车应用高性能量子计算基础设施的开发，硬件领域在 2023 年收入为 6140 万美元。
• 按应用（车辆设计和仿真、电池开发和能源优化、自动驾驶和联网汽车、制造和供应链管理、交通优化和车队管理、网络安全和加密）：由于越来越多地采用量子驱动的优化和人工智能驱动的决策以实现更安全、更高效的自动驾驶技术，自动驾驶和联网汽车细分市场到 2023 年将占据 24.05% 的市场份额。

汽车市场中的量子计算区域分析

按地区划分，全球市场分为北美、欧洲、亚太地区、中东和非洲以及拉丁美洲。

2023年，北美汽车量子计算市场份额占全球市场的40.12%，估值为5590万美元。该地区的主导地位是由关键技术提供商的强大影响力、对量子计算研究的投资增加以及通用汽车、福特和特斯拉等主要汽车制造商早期采用先进技术推动的。

此外，美国政府和私营企业正在大力投资用于车辆设计、自动驾驶和供应链优化的量子计算应用。科技巨头的举措以及汽车制造商和量子计算公司之间的合作伙伴关系正在进一步推动该地区的市场增长。

北美汽车行业正在利用量子计算进行材料模拟、电池性能优化和交通流管理，有助于提高车辆效率、可持续性和降低成本。

此外，知名研究机构和政府资助计划的存在正在推动汽车行业量子技术应用的创新。

亚太地区汽车行业的量子计算预计将成为市场增长最快的领域，预计在预测期内复合年增长率为 54.16%。这种快速扩张的推动因素包括电动汽车 (EV) 需求的不断增长、人工智能驱动的汽车技术的进步以及政府支持量子研究和开发的举措。

此外，科技初创公司的不断增长、汽车原始设备制造商和量子计算公司之间的合作以及政府支持的量子计划是推动该地区市场扩张的关键因素。

亚太地区越来越多地采用联网和自动驾驶汽车 (CAV) 以及智慧城市的发展，将进一步推动汽车行业对量子驱动解决方案的需求。

此外，对量子计算基础设施的投资不断增加、领先汽车制造商不断增加的研发支出以及机构的强大学术贡献正在加速量子应用的创新。

• 2025 年 2 月，丰田通商公司和 ORCA 计算公司宣布建立合作伙伴关系，在日本和亚太地区其他地区提供量子计算解决方案。此次合作的重点是将 ORCA 计算的 PT 系列量子系统与经典高性能计算相集成，从而推动汽车、化学和工业 4.0 领域的进步。

 监管框架

• 在美国，美国国家标准与技术研究院 (NIST) 制定了用于数据安全的后量子密码标准。美国国家科学基金会 (NSF) 和能源部 (DOE) 与大学和私营部门合作资助量子计算研究。 《国家量子倡议法案》协调联邦政府推进量子技术并保持国家在该领域的领导地位的努力。
• 在欧洲欧洲量子技术能力框架概述了欧洲境内量子技术领域工作所需的必要知识和技能，从本质上规划了量子计算和其他相关量子应用的能力格局，以便更好地规划和设计该地区的教育和培训项目。

竞争格局

全球汽车市场量子计算的特点是既有成熟企业，也有新兴组织。市场参与者正在大力投资研发，以增强量子算法、提高计算能力并开发适合汽车需求的行业特定应用。

汽车制造商、技术公司和研究机构之间的合作正在推动汽车设计、电池创新和自动驾驶技术的量子计算解决方案的进步。

公司还致力于将量子计算与人工智能和机器学习，以加速实时数据处理并优化复杂的模拟。

与云计算提供商的合作正在扩大量子技术的可及性，使汽车制造商能够将量子即服务模型用于各种应用。此外，对量子软件开发的投资正在实现更实际的应用，例如供应链优化、预测性维护和先进的驾驶员辅助系统。

量子计算领域的专利和专有技术数量不断增加，表明人们非常重视获得技术优势。政府举措、监管支持和跨行业合作进一步塑造了这个市场的动态格局，所有这些都有助于汽车行业量子计算的不断发展和商业化。

• 2024 年，IonQ 和现代汽车公司合作开发了用于研究锂电池化学的变分量子本征求解器 (VQE) 算法。此次合作旨在创建在量子计算机上运行的最大电池化学模型，模拟氧化锂的结构和能量，以提高电池性能、成本和安全性。通过将 IonQ 在量子计算方面的专业知识与现代汽车在锂电池方面的知识相结合，该合作伙伴关系旨在改善下一代电池的充电和放电循环、耐用性和容量。

汽车市场量子计算主要公司名单：

• 国际商业机器公司。
• 微软
• D-Wave 系统公司
• 亚马逊
• 字母表公司
• 里盖蒂公司
• 帕斯卡公司
• 埃森哲
• 泰拉量子股份公司
• 离子Q公司
• 保时捷汽车控股有限公司
• 宝马集团
• 丰田汽车公司
• 现代汽车公司
• 福特汽车公司

最新动态（合作/新产品发布）

• 2025年2月Quantinuum 宣布推出其生成量子人工智能 (Gen QAI) 框架，利用其 H2 量子计算机生成的量子数据来增强人工智能模型的保真度。 Quantinuum 正在与包括意大利 HPE 集团在内的行业领导者合作，将量子人工智能应用于电池开发和空气动力学优化等汽车技术中。
• 2024年11月，大众汽车集团和 IQM 量子计算机合作使用混合量子经典计算方法进行电池模拟研究。研究结果强调了电池材料模拟方面的重大进展，并表明混合量子经典技术可以处理比现有方法更大的系统，这标志着朝着更好的电动汽车电池迈出了重要一步。
• 2024年10月、Ayesa 和梅赛德斯-奔驰西班牙公司合作，利用量子和经典人工智能开发零错误汽车制造流程。量子人工智能模型在检测异常、提高生产效率和减少人工验证工作方面表现出比传统人工智能更高的准确性。