量子センサーの世界市場（2025-2035）

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量子センシングは、最も即座に市場に浸透する可能性を秘めた量子技術として台頭しつつあります。量子センサーは、従来にない感度、精度、古典的な限界を超える能力を実現するために、量子力学の基本的な現象を活用する画期的な測定装置です。これらの先進的な機器は、重ね合わせ、もつれ、量子コヒーレンス、物質の量子状態などの量子特性を活用し、物理量を非常に正確に検出および測定します。量子センサーは、その中核において、量子システムを測定対象の物理パラメータと相互作用させることで動作します。この相互作用により、量子状態に検出可能な変化が生じ、それを正確にモニタリングすることができます。量子センサーは、電子ノイズやその他の物理的制約により限界がある従来のセンサーとは異なり、ハイゼンベルグの不確定性原理や標準量子限界など、量子力学そのものが課す根本的な限界に近づく、あるいは到達することができます。

量子センシングには、いくつかの異なる技術があります。超伝導量子干渉素子（SQUID）は、超伝導ループにおける量子効果を利用して、極めて微小な磁場を検出します。ダイヤモンド中の窒素空孔（NV）中心は、原子欠陥の量子状態を利用して、ナノスケールの空間分解能で磁場、電場、温度を検出します。原子時計や磁力計で使用されているような原子蒸気セル技術は、原子の量子状態を利用して、正確な時間計測や磁場検出を行います。冷原子干渉計は、物質の波動的性質を利用して、重力、加速度、回転を非常に高い精度で測定します。

量子センサーの主な特徴としては、これまでにない感度を実現する能力、基本物理定数にまで遡って測定できる能力（本質的な校正機能）、極端な環境条件下でも動作する可能性、従来のセンサーでは検出できない量の測定能力などが挙げられます。また、多くの量子センサーは、単なるスカラー値ではなくベクトル情報（方向と大きさ）を提供でき、ハードウェアの変更なしに非常に広いダイナミックレンジや周波数帯域で動作させることができます。製造技術が進歩し、それを支える技術が成熟するにつれ、量子センサーは特殊な研究室用機器から実地配備可能なシステムへと移行しつつあり、科学や産業の数多くの応用分野における測定に新たな可能性を開いています。

現在の市場の状況は、技術の種類と応用分野の両方に基づく区分によって特徴づけられます。最も成熟した分野は原子時計であり、それに続くのが磁気センサー（主にSQUIDとNVベースの磁力計）で、約30%を占めています。残りの市場シェアは、量子重力計、RFセンサー、その他の特殊な量子センシング技術で構成されています。いくつかの主要分野では、商業利用が加速しています。通信事業者は原子時計を導入し、次世代ネットワークインフラ向けに量子RFセンサーの調査を開始しています。医療分野では、先進的なMRIや神経画像診断への応用に向けて、NVダイヤモンドセンサーの調査が行われています。資源探査企業は、地下のマッピング精度向上に向けて量子重力計の実地試験を実施しており、半導体業界では、先進的な品質管理に向けた量子センサーの調査が行われています。

『2025年から2035年のグローバル量子センサー市場』は、急速に進化する量子センシングの現状を詳細に分析し、この変革的な分野をナビゲートする投資家、テクノロジー企業、エンドユーザーにとって不可欠な情報を提供しています。レポートの内容は以下の通りです。

市場分析：2025年から2035年までのセンサーの種類によるセグメント化、数量予測、価格動向、エンドユーザー産業での用途など、グローバル量子センサー市場の詳細な調査。
テクノロジーの詳細分析：原子時計、磁場センサー（SQUID、OPM、TMR、NVセンター）、量子重力計、ジャイロスコープ、イメージセンサー、RFフィールドセンサー、新興のNEMS/MEMSテクノロジーなど、主要な量子センシングテクノロジーを包括的にカバー。
投資状況：量子センシングの商業化を加速する世界的な資金調達動向、主要な投資ラウンド、政府主導のイニシアティブを分析。
競合情報：量子センシング技術を開発する50社以上の企業の詳細なプロフィール。実績のある防衛請負業者から革新的な新興企業まで。
アプリケーションロードマップ：ヘルスケア、防衛、環境モニタリング、石油・ガス、輸送、金融サービスなどの主要産業における採用スケジュールに関する戦略的洞察。
技術成熟度評価：さまざまな量子センシング形態の現在の技術成熟度（TRL）の評価。利害関係者が商業化スケジュールを理解するのに役立ちます。
各量子センシング技術は、以下の内容をカバーする専用の章で分析されています。
- 技術の原理と動作メカニズム
- 市場機会と応用分野
- 開発ロードマップと商業化のスケジュール
- 主要企業と競合状況の分析
- 各特定技術のSWOT分析
- 市場予測と成長予測

用途別産業分析：量子センサーがどのように変革をもたらしているかの詳細な検証：
- - ヘルスケアおよびライフサイエンス（医療用画像、創薬、バイオセンシング
  - 防衛および軍事（ナビゲーションシステム、水中探知、通信
  - 環境モニタリング（気候研究、地質調査、災害予測）
  - 石油・ガス（探査、調査、パイプライン監視）
  - 輸送（自動運転車、航空宇宙ナビゲーション）
  - その他の新興アプリケーション（金融、農業、建設、鉱業）

ケーススタディ：医療診断、軍事ナビゲーション、環境モニタリング、高頻度取引、量子通信ネットワークにおける量子センシングの優位性を示す実世界の導入事例。
企業プロフィール：量子センシングのエコシステムで活躍する57社の包括的なプロフィール。技術アプローチ、資金調達状況、パートナーシップ、商業的進展などを含む。プロフィールに記載されている企業：
Airbus, Aquark Technologies, Artilux, Atomionics, Bosch Quantum Sensing, Cerca Magnetics, Chipiron, Chiral Nano AG, Covesion, Delta g, EuQlid, Exail Quantum Sensors, Genesis Quantum Technology, ID Quantique, Infleqtion, Ligentec, M Squared Lasers, Mag4Health, Menlo Systems GmbH, Mesa Quantum, Miraex, Neuranics, Nomad Atomics, Nu Quantum, NVision, Phasor Innovation, PhotonForce, Polariton Technologies, Q.ANT, Qaisec, Q-CTRL, Qnami, QT Sense B.V., QuantaMapなど。

このレポートでは、厳密な定量的市場予測と定性的な専門家分析を組み合わせ、量子センシング革命に関する実行可能なインテリジェンスを提供しています。従来の限界を超える能力により、複数の産業に破壊的変化をもたらす可能性がある量子センサーについて、この包括的な市場分析は、急速に発展するこの分野における機会と課題を把握するための決定版ガイドとなります。「Global Quantum Sensors Market 2025-2035」レポートでは、市場規模に関する独占データ、量子センシング技術の競合ベンチマーク、50社以上の企業プロファイルの詳細な分析を特集しており、世界中のあらゆる業界の測定能力を一変させる量子センシング革命を理解し、そのメリットを最大限に活用したいと考えるすべての方にとって不可欠なリソースとなっています。

1 エグゼクティブサマリー

1.1 第一および第二の量子革命 12
1.2 現在の量子技術市場の概観 14
- 1.2.1 主要な開発 15
1.3 投資の概観 16
1.4 世界の政府によるイニシアティブ 17
1.5 2020年から2025年の業界動向 18
1.6 量子技術の採用における課題 27
1.7 市場の推進要因 29
1.8 市場と技術の課題 30
1.9 技術動向とイノベーション 32
- 1.10 市場予測と将来展望 32
- 1.10.1 短期展望（2025～2027年） 32
- 1.10.2 中期予測（2028～2031年） 33
- 1.10.3 長期予測（2032～2035年） 33
1.11 新たな用途とユースケース 34
1.12 量子センサ技術のベンチマーク 35
1.13 潜在的な破壊的技術 39
1.14 量子センサーの世界市場 41
- 1.14.1 センサーの種類別 41
- 1.14.2 数量別 44
- 1.14.3 センサー価格別 45
- 1.14.4 最終用途産業別 46

2 はじめに

2.1 量子センシングとは？ 47
2.2 量子センサーの種類 47
- 2.2.1 従来型センサーと量子センサーの比較 48
2.3 量子センシングの原理 49
2.4 量子センサーの価値提案 50
2.5 現在の技術成熟度レベル 52
2.6 SWOT分析 52

3 原子時計

3.1 技術の概要 54
3.2 市場 55
3.3 ロードマップ 56
3.4 高周波発振器 58
- 3.4.1 新しい発振器 59
3.5 セシウム原子 59
3.6 自己校正 60
3.7 新しい原子時計技術 60
3.8 光原子時計 60
- 3.8.1 チップサイズの光時計 62
3.9 企業 64
3.10 SWOT分析 64
3.11 市場予測 66

4 量子磁場センサー

4.1 技術概要 68
4.2 使用の動機 69
4.3 市場機会 71
4.4 超電導量子干渉素子（SQUID） 73
- 4.4.1 用途 74
- 4.4.2 主要企業 76
- 4.4.3 SWOT分析 76
4.5 光励起磁束計（OPM） 77
- 4.5.1 用途 77
- 4.5.2 主要企業 78
- 4.5.3 SWOT分析 78
4.6 トンネル磁気抵抗センサ（TMR） 79
- 4.6.1 用途 80
- 4.6.2 主要企業 81
- 4.6.3 SWOT分析 81
4.7 窒素空孔センター（N-Vセンター） 82
- 4.7.1 用途 82
- 4.7.2 主要企業 83
- 4.7.3 SWOT分析 83
4.8 市場予測 84

5 量子重力計

5.1 技術の概要 86
5.2 用途 87
5.3 ロードマップ 89
5.4 主要企業 90
5.5 市場予測 91
5.6 SWOT分析 92

6 量子ジャイロスコープ

6.1 技術の概要 94
- 6.1.1 慣性計測装置（IMU） 95
- 6.1.2 原子量子ジャイロスコープ 96
6.2 用途 97
6.3 ロードマップ 100
6.4 主要企業 101
6.5 SWOT分析 102

7 量子イメージセンサ

7.1 技術概要 103
7.2 用途 104
7.3 SWOT分析 105
7.4 市場予測 106
7.5 主要企業 107

8 量子レーダー

8.1 技術概要 108
8.2 応用 109

9 量子化学センサー

9.1 技術概要 111
9.2 商業活動 111

10 量子無線周波数フィールドセンサ

10.1 概要 112
10.2 リュードベリ原子に基づく電界センサおよび無線受信機 116
- 10.2.1 原理 116
- 10.2.2 商品化 117
10.3 窒素空孔中心ダイヤモンド電界センサおよび無線受信機 118
- 10.3.1 原理 118
- 10.3.2 応用 119
10.4 市場 121

11 量子NEMSおよびMEMS

11.1 技術概要 127
11.2 種類 128
11.3 用途 128
11.4 課題 129

12 ケーススタディ

12.1 ヘルスケアにおける量子センサー：早期疾患検出 130
12.2 軍事用途：ナビゲーションシステムの強化 130
12.3 環境モニタリング 131
12.4 金融セクター：高頻度取引 131
12.5 量子インターネット：セキュアな通信ネットワーク 132

13 エンドユーザー産業

13.1 ヘルスケアおよびライフサイエンス 133
- 13.1.1 医療用画像 133
- 13.1.2 創薬 134
- 13.1.3 バイオセンシング 134
13.2 防衛および軍事 134
- 13.2.1 ナビゲーションシステム 135
- 13.2.2 水中探知 135
- 13.2.3 通信システム 135
13.3 環境モニタリング 136
- 13.3.1 気候変動研究 137
- 13.3.2 地質調査 137
- 13.3.3 自然災害予測 137
- 13.3.4 その他の用途 138
13.4 石油・ガス 138
- 13.4.1 探査および調査 139
- 13.4.2 パイプライン監視 139
- 13.4.3 その他の用途 140
13.5 運輸・自動車 141
- 13.5.1 自動運転車 141
- 13.5.2 航空宇宙ナビゲーション 141
- 13.5.3 その他の用途 142
13.6 その他の産業 142
- 13.6.1 金融および銀行 142
- 13.6.2 農業 142
- 13.6.3 建設 143
- 13.6.4 鉱業 143

14 企業プロフィール（57社の企業プロフィール）

15 付録

15.1 調査方法 184
15.2 用語集 185
15.3 略語一覧 188

16 参考文献

表一覧

表1 第1次および第2次量子革命 12
表2. 量子センシング技術と用途。 13
表3. 量子技術における各国政府のイニシアティブ。 17
表4. 量子技術産業の発展 2020年～2025年。 18
表5. 量子技術の採用における課題。 28
表6. 量子センサーの市場推進要因。 29
表7：量子センシングにおける市場および技術の課題 31
表8：量子センサーにおける技術動向とイノベーション 32
表9：新たなアプリケーションとユースケース 34
表10：タイプ別量子センシング技術のベンチマーク 35
表11：アプリケーション領域別のパフォーマンス指標 37
表 12. 技術成熟度レベル（TRL）と商業化状況 37
表 13. 性能指標の比較 38
表 14. 現在の研究開発の重点分野 39
表 15. 潜在的な破壊的技術 40
表 16. 量子センサーの世界市場規模、種類別、2018年～2035年（単位：百万米ドル） 41
表17. 量子センサーの世界市場規模予測、数量別（単位）、2018年～2035年。 44
表18. 量子センサーの世界市場規模予測、センサー価格別、2025年～2035年（単位）。 45
表19：量子センサーの世界市場、用途産業別、2018年～2035年（単位：百万米ドル） 46
表20：量子センサーの種類 47
表21：古典的センサーと量子センサーの比較 48
表22：量子センサーの用途 49
表23：量子センシングを可能にするための技術アプローチ 50
表24. 量子センサーの価値提案。51
表25. 水晶振動子時計と原子時計の主な課題と限界。54
表26. 原子時計エンドユーザーと対象市場。55
表27. 主な市場転換点と技術移行。58
表28. 原子時計の不確かさの小数部分を改善するために研究されている新たな方式。 62
表29. 高精度の量子時間測定を開発している企業。 64
表30. 原子時計の主要企業。 65
表31. 2025年から2035年の原子時計の世界市場（数十億米ドル）。 66
表32：磁界センサーの主要性能パラメータと評価基準の比較分析。69
表33：磁界センサーの種類。70
表34：各種量子磁界センサーの市場機会。71
表35：SQUIDの用途。74
表36：SQUID（超伝導量子干渉素子）の市場機会。75
表37. SQUIDの主要企業。 76
表38. 光ポンピング磁束計（OPM）の用途。 77
表39. 光ポンピング磁束計（OPM）の主要企業。 78
表40. TMR（トンネル磁気抵抗）センサーの用途。 80
表41. TMR（トンネル磁気抵抗）センサーの市場関係者。81
表42. N-V中心磁場センサーの用途。82
表43. N-V中心磁場センサーの主要企業。83
表44. 量子磁場センサーの世界市場予測、種類別、2025～2035年（百万米ドル）。84
表45：量子重力計の用途 87
表46：量子重力センシングと地下マッピングに一般的に使用される他の技術との比較表 87
表47：量子重力計の主要企業 90
表48：量子重力計の世界市場 2025-2035（百万米ドル） 91
表49. 量子ジャイロスコープとMEMsジャイロスコープおよび光学ジャイロスコープの比較。 94
表50. 量子ジャイロスコープの市場および用途。 99
表51. 量子ジャイロスコープの主要企業。 101
表52. 量子イメージセンサの種類と主な機能。103
表53. 量子イメージセンサの用途。104
表54. 量子イメージセンサの世界市場規模 2025年～2035年（百万米ドル）。106
表55. 量子イメージセンサの主要企業。107
表56. 量子レーダーと従来型レーダーおよびライダー技術の比較 109
表57. 量子レーダーの用途 110
表58. 量子RFセンサーの価値提案 112
表59. 量子RFセンサーの種類 114
表60. 量子RFセンサーの市場 121
表61：技術移行のマイルストーン 125
表62：用途別採用時期 126
表63：量子NEMSおよびMEMSの種類 128
表64：ヘルスケアおよびライフサイエンスにおける量子センサ 133
表65：防衛および軍事における量子センサ 134
表 66. 環境モニタリングにおける量子センサ 136
表 67. 石油・ガス産業における量子センサ 138
表 68. 輸送における量子センサ 141
表 69. 用語集 185
表 70. 略語一覧 188

図表一覧

図1. 量子コンピューティング開発のタイムライン。15
図2. 量子投資 2012年～2024年（百万米ドル）。16
図3. 国家の量子イニシアティブと資金調達。17
図4. 量子センサー：2040年までの市場および技術ロードマップ。34
図5：量子センサーの世界市場規模、種類別、2018年～2035年（単位：百万米ドル） 43
図6：量子センサーの世界市場規模、数量別、2018年～2035年 44
図7：量子センサーの世界市場規模、センサー価格別、2025年～2035年（単位） 45
図8：量子センサーの世界市場、用途産業別、2018年～2035年（単位：百万米ドル） 46
図9：Q.ANTの量子粒子センサー 52
図10：現在の技術的成熟度：量子センサー 52
図11：量子センサー市場のSWOT分析 53
図12. 原子時計市場ロードマップ。58
図13. ストロンチウム格子光時計。61
図14. NISTの小型光時計。63
図15. 原子時計のSWOT分析。65
図16. 2025年から2035年の原子時計の世界市場（数十億米ドル）。67
図17. 量子磁力計の市場ロードマップ。 72
図18. SQUID磁力計の原理。 73
図19. SQUIDのSWOT分析。 77
図20. OPMのSWOT分析。 79
図21. トンネル磁気抵抗効果のメカニズムとTMR比の形式。 80
図 22. TMR（トンネル磁気抵抗）センサーのSWOT分析。 82
図 23. N-V中心磁界センサーのSWOT分析。 84
図 24. 量子磁界センサーの世界市場予測、種類別、2025年～2035年（百万米ドル）。 85
図 25. 量子重力計。 86
図26. 量子重力計市場ロードマップ。 90
図27. 量子重力計の世界市場 2025-2035年（百万米ドル）。 92
図28. 量子重力計のSWOT分析。 93
図29. 慣性量子センサー市場ロードマップ。 101
図30：量子ジャイロスコープのSWOT分析。102
図31：量子イメージセンシングのSWOT分析。106
図32：量子イメージセンサーの世界市場、2025年～2035年（単位：百万米ドル）。106
図33：量子レーダーの原理。108
図34：量子レーダーのプロトタイプの説明図。109
図35：量子RFセンサー市場ロードマップ（2023～2035年）。125
図36：ColdQuanta Quantum Core（左）、Physics Station（中央）、原子制御チップ（右）。154
図37：SpinMagIC量子センサー。181

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