《量子技术应用的材料-2026版》
2026-01-20 22:00:24   来源：麦姆斯咨询   评论：0   点击：

Materials for Quantum Technologies 2026-2046: Market, Trends, Players, Forecasts

英国知名研究公司IDTechEx在本报告中对量子计算、量子传感和量子通信领域的材料机遇进行了20年期展望，涵盖了量子技术应用中的超导、光子学、集成光路（PIC）、纳米材料以及金刚石的相关技术、主要厂商和供应链动态。

量子技术应用的材料平台

据麦姆斯咨询介绍，量子技术是目前发展最快的深科技市场之一，但其性能和可扩展性常因材料、组件和制造工艺方面的挑战而受到限制。本报告分析了量子计算、量子传感和量子通信领域的材料机遇及新兴解决方案。预计到2036年，超导芯片、集成光路和量子技术用金刚石的总市场规模将达到33.8亿美元，到2046年将达到189亿美元，在整个预测期内的总复合年增长率（CAGR）可达23.1%。

量子传感组件及其应用的发展路线图

量子技术行业呈现多元化特点，涵盖广泛的产品、商业模式，以及遍布全球的供应链，包括大学孵化企业、政府以及跨国公司等。IDTechEx发现，在整个量子技术行业中，关键材料平台都存在巨大的市场机遇，它们将推动量子技术实现规模化并最终具备商业可行性。这些材料平台是量子系统的物理基础，借助它们可以在产品中释放“量子优势”：无论是在量子计算中实现经典方法难以企及的计算能力，在量子传感器中实现更高数量级的灵敏度，还是在量子通信中构建本质上更安全的加密解决方案。

量子技术应用的材料市场规模预测

三大量子技术市场，三大关键材料平台

量子技术通常可分为三大核心产品领域：量子计算、量子传感和量子通信。政府和商业领域的量子战略通常会采用这种细分方式，IDTechEx也已针对每个细分领域深入分析，并分别发布了市场研究报告。

然而，从材料的角度来看，更有意义的做法是根据量子技术所依托的物理“平台”或量子系统对其进行分类。这种方法强调了不同产品之间的关联，基于它们所共有的材料和组件，而非基于它们的应用。

量子技术最重要的三大材料平台：

超导芯片：在半导体晶圆上沉积超导金属或化合物制成具有量子特性的微型化电路。其产品示例包括超导量子干涉仪（SQUIDs）、超导纳米线单光子探测器（SNSPDs）和超导量子比特计算机。

光子系统：光学元件和集成光路既用于操控作为量子信息载体的单光子，也用于处理原子和缺陷自旋系统。这些光子系统是量子网络和基于光子量子比特的量子计算的核心，同时在俘获离子、中性原子量子比特以及各类量子传感器中也逐渐受到关注。

纳米材料与金刚石：人造金刚石中的点缺陷（例如NV色心）已被用于开发商用量子传感器和计算机，而碳纳米管、量子点以及2D/2.5D材料等纳米材料的一系列应用机遇正从研究中涌现。

这些材料平台都横跨量子技术的三大垂直市场（计算、传感和通信），因此不同量子技术领域的技术和产品往往能从相同的材料创新、组件或制造中获益。这份开创性的报告从两个维度评估了材料领域的机遇，旨在通过更深入的分析，凸显量子产业与材料产业之间碰撞的火花。

量子技术垂直应用和核心材料平台

揭示光子学在量子技术中的机遇

光子学已经在变革经典信息技术，基于集成光路的收发器使人工智能（AI）数据中心的高速通信达到了前所未有的规模。对于量子技术而言，集成光路有潜力将原本在实验室装置中占据整个光学平台的光学装置缩小到芯片级别，同时还能提高制造的可扩展性，此外，通过消除对准误差还能进一步提升性能。

然而，量子集成光路芯片的要求与其它应用大不相同。由于量子系统的脆弱性，量子集成光路芯片对损耗的容忍度极低，而且为了处理诸如原子和金刚石中的点缺陷等系统，它们还需要在传统电信或数据通信行业以外的波长下工作。

为了满足这些需求，光子学创新厂商正在探索硅以外的集成光路材料平台，其中氮化硅（SiN）、薄膜铌酸锂（TFLN）和钛酸钡（BTO）已成为量子光子学产业崭露头角的新兴材料。这些材料的倡导者既有量子行业内的厂商，例如PsiQuantum、QuiX Quantum和QCi，也有来自行业外的代工厂和合作伙伴。

超导市场也存在同样令人兴奋的趋势，本报告涵盖了量子芯片的材料、制造工艺、封装和测试，以及人造金刚石和纳米材料的新兴机遇。

报告主要内容

本报告涵盖以下主题：

- 量子技术的材料需求分析。

- 量子计算、量子传感及量子通信市场简介。

- 各类量子技术的材料需求综述。

- 探讨材料创新如何提升量子技术的性能、降低噪声并推动其实现规模化应用。

量子技术前沿新材料发展趋势：

- 超导量子芯片在超导量子干涉器件、超导纳米线单光子探测器及超导量子比特量子计算领域的制备、封装与测试技术进展。

- 深度剖析量子应用领域的光子学技术，包括SiN、TFLN等PIC新兴材料平台。

- 前沿纳米材料与先进碳材料（石墨烯、碳纳米管、金刚石）在量子技术领域的应用机遇。

- 行业头部企业概况，市场调研成果分析。

20年期细分市场预测：

- 量子技术市场三大核心材料平台（超导芯片、集成光路、金刚石）目标市场规模的发展趋势分析。

- 七项全新预测维度，附核心结论与详细研究方法。

- 基于IDTechEx在量子技术领域布局的全系列深度市场研究，提供未来20年的预测数据。

如果您希望购买《量子技术应用的材料-2026版》报告，请联系麦姆斯咨询王懿，邮箱：wangyi#memsconsulting.com（#换成@）；电话：17898818163。