양자 컴퓨터 시장에 관한 조사결과(2021년)
【자료체재】
자료명：「2021 양자 컴퓨터 시장의 현황과 장래 전망」
발간일：2021년 9월 15일
체 재：A4판 342페이지
【조사요강】
1. 조사기간：2021년 6월~9월
2. 조사대상：일본 국내외 양자 컴퓨터 관련 기업
3. 조사방법：당사 전문연구원이 대면취재, 전화·e-mail을 이용한 취재 및 문헌조사 병용
＜일본의 양자 컴퓨터 시장＞
본 조사에서의 양자 컴퓨터란 양자 상태를 관리해 특정 룰로 조작함으로써 입자와 파도의 이중성과 중첩, 양자얽힘 등을 이용하며 계산하는 계산기로 정의하며, 대상은 양자 게이트형 양자 컴퓨터와 수송경로 최적화를 위한 비행기와 트럭, 철도 등의 최적 조합 등과 같은 조합 최적화 문제에 특화된 이징머신까지를 포함한다.
위와 같은 특성을 이용하여 기존의 슈퍼컴퓨터로도 대응할 수 없는 방대한 양의 데이터 처리를 포함한 복잡한 계산의 응답을 매우 신속하게 도출할 수 있는 기술이기 때문에 제약업계와 화학업계, 금융업계, 학술용도 등 다방면에 걸친 분야에서 새로운 약제와 치료법의 탐색, 아직 보지 못한 신소재의 개발, 더욱 효율적인 자산운용 등 양자 컴퓨터의 활용 용도 탐색이 시작되었다.
또한 시장규모의 산출에 관해서는 상기 하드웨어에 머무르지 않고, 하드웨어상에서 가동하는 미들웨어와 애플리케이션과 함께 도입에 따른 상담과 보수 등 각종 서비스까지 포함해, 서비스 제공사업자 매출액을 기준으로 산출했다.
＜시장에 포함되는 상품·서비스＞
하드웨어(양자 게이트 방식 양자 컴퓨터, 이징머신) 및 미들웨어, 애플리케이션 외에 도입에 따른 상담과 보수 등 각종 서비스
◆2021년도 일본 양자 컴퓨터 시장은 139억 엔 잔밍, 2030년도에는 2,940억 엔에 이를 것으로 예측
~벤더에 의한 개발경쟁과 함께 유스케이스 창출을 위한 움직임에 주목~
일본 양자 컴퓨터 시장규모 추이와 예측
야노경제연구소 조사
주1. 서비스 제공사업자 매출액 기준
주2. 2021년도 전망치, 2022년도 이후 예측치
1. 시장 개황
2021년도의 일본 양자 컴퓨터 시장규모(서비스 제공 사업자 매출액 기준)는 139억 4,000만 엔이 될 것으로 전망된다. 2020년도에 이어 화학과 금융(자산운용 및 리스크 관리), EC(전자상거래), 광고(레코멘드), 물류, 학술용도 등 일부 분야의 선진기업에서 기존의 슈퍼컴퓨터로는 실질 계산이 어려운 영역을 대상으로 하여 적극적으로 조합 최적화 문제와 탐색 공정의 고속화 등의 테마를 중심으로 양자 컴퓨터를 활용한 실증실험이 이루어지고 있다. 또, 실증실험에서의 성과물로서 재료계산 및 시뮬레이션 등의 특화형 애플리케이션과 최적화 및 양자기계학습을 포함한 각종 솔버가 등장하고 있어, 활용 용도의 탐색을 위한 대응이 이루어지고 있는 것 외에 실제로 성과도 나오고 있다.
2. 주목 토픽
시장규모의 급속한 성장 포인트는 하드웨어의 진화, 애플리케이션 창출, 활용사례 발굴
일본의 양자 컴퓨터 시장은 급속히 확대될 것으로 보는데, 그 전제 요건이 되는 것은 ①하드웨어의 진화 및 개발환경의 정비와 더불어 ②하드웨어의 능력을 이끌어 내는 애플리케이션의 창출, 그리고 ③유스케이스 발굴의 3가지이다.
우선, 하드웨어의 진화 및 개발환경의 정비에 관해서는 일본 국내외 사업자에 의한 하드웨어 개발 경쟁이 치열해지고 있는 것 외에 내각부가 주도하는 문샷형 연구개발에 대해서도 여러 방식으로 연구개발이 진행되고 있다. 또 개발환경의 정비 면에서는 하드웨어 벤더에 의한 SDK(소프트웨어 개발 키트)의 제공, 개발 플랫폼과 양자 컴퓨터를 활용할 때 각종 프로세스를 자동화하는 소프트웨어 제공이 이루어지고 있다. 이와 함께 하드웨어 벤더를 중심으로 개발자 커뮤니티의 구축을 통한 개발환경의 내실화를 위한 움직임도 등장하고 있다.
이어서 애플리케이션의 창출에 관해서는 재료계산과 시뮬레이션, 양자기계학습 영역을 중심으로 실증실험을 통한 성과물로서 각종 애플리케이션이 탄생하고 있다. 최적화 분야를 중심으로 스케줄 최적화와 좌석 최적화 등 보다 친밀한 과제의 해결을 위한 애플리케이션이 등장해, 실제로 채택하는 움직임 등도 등장하고 있다. 또한 개발자 커뮤니티의 구축, 확대를 통해서 새로운 애플리케이션 창출에 임하는 사업자도 있다.
마지막으로 활용사례 발굴이 있다. 양자 컴퓨터의 보급에서는 양자 컴퓨터의 개발과 소프트웨어의 개발 이상으로 유저 기업 자신이 자발적으로 IT 벤더와 함께 양자 컴퓨터의 활용에 기여하는 업무 과제를 탐색해 나갈 필요가 있다. 각 벤더에 의한 유저 기업용 교육과 관련된 활동 등에 더하여, 2020년 7월 말에 '양자 이노베이션 이니셔티브 협의회'(QII협의회, 사무국: 도쿄대학)가 발족한 것 외에 2021년 9월부터는 '양자기술에 의한 신산업 창출 협의회'가 발족하는 등 금융 분야, 화학 분야, 자동차 분야 등 여러 분야에 걸쳐 향후 활용사례 창출을 위한 활동을 가속화하는 움직임도 잇따르고 있어 주목을 모으고 있다.
3. 장래 전망
일본의 양자 컴퓨터 시장규모(서비스 제공 사업자 매출액 기준)는 2025년도에 550억 엔, 2030년도에는 2,940억 엔에 이를 것으로 예측한다.
2024년도~2025년도에는 화학과 금융, 광고(레코멘드) 등 선행 분야를 중심으로 일부 업무에서의 실제 운용을 위한 움직임이 시작되는 것 외에 기타 분야에서도 일부 업무를 대상으로 한 실증실험에서 다른 업무로의 수평 전개 등 실증실험이 증가, 슈퍼컴퓨터에서 취급해 온 영역 가운데 신기능 재료나 화합물의 탐색 등 일부에서 양자 컴퓨터로 대체되는 움직임이 나타날 것으로 보인다. 덧붙여 양자 게이트형에 대해 2024년도부터는 NISQ※의 본격적인 활용이 시작되어, 양자화학계산과 양자기계학습을 중심으로 실증실험이 증가할 것으로 보여, 2025년도의 동 시장은 550억 엔이 될 것으로 예측한다.
2026년도 이후는 금융 분야에서 다이나믹 프라이싱 외, 제조 분야에서는 대규모 수치유체역학과 공력특성에서의 활용, 화학분야에서의 유망 화합물의 구조예측 등 시뮬레이션 영역에서의 활용이 본격화될 것으로 보인다. 덧붙여, EC(전자상거래) 분야에서는 레코멘드에서의 활용과 함께 검색결과와 서제스트의 최적화가 전망된다. 또 에너지 분야에서도 자원개발을 위한 탐색과 VPP(가상발전소)에서 최적 에너지믹스 실현을 비롯한 에너지절약 고도화에 기여할 것으로 기대된다.
2030년도에는 자율주행을 목표로 한 차량용 배터리 개발과 의료분야에서의 본격적인 양자 컴퓨터 활용이 시작되고, 예방의료와 선제의료를 비롯해 혁신적인 치료법 등 사회적으로 임팩트가 큰 대응이 서서히 등장할 것으로 생각되어, 동 시장은 2,940억 엔에 이를 것으로 예측한다.
※NISQ란, Noisy Intermediate-Scale Quantum Computer의 준말. 양자 게이트형의 양자 컴퓨터로 범용형 양자 컴퓨터의 전단계에 해당
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