Si prevede che le tecnologie quantistiche avranno un impatto importante nei mercati che vanno dalle telecomunicazioni e la medicina alla finanza, ma sono necessari progressi nell'ingegneria dei prodotti per portare le tecnologie sul mercato, secondo la nuova OIDA Quantum Photonics Roadmap:Every Photon Counts prodotta in collaborazione con Corning.
La roadmap di OSA Industry Development Associates (OIDA) chiarisce le applicazioni e i tempi per le tecnologie quantistiche e specifica i miglioramenti nei componenti ottici e fotonici necessari per consentire la commercializzazione. Copre le tre principali aree di applicazione:rilevamento quantistico e metrologia, comunicazioni quantistiche e calcolo quantistico.
La commercializzazione di prodotti come i sensori quantistici per la navigazione senza GPS e i ripetitori quantistici distribuibili sul campo per le comunicazioni saranno pietre miliari significative in un mercato emergente, ma sono fondamentali maggiori investimenti nell'ingegneria del prodotto. I dispositivi SWAP-C inferiori consentirebbero il progresso, Per esempio, in più categorie di rilevamento, e l'integrazione di questi sistemi su chip fotonici è un percorso fondamentale per farlo. Sebbene oggi sia possibile una certa integrazione, più funzionalità su chip (ad es. fonti, modulatori, interruttori) è necessario.
"Mentre il campo ha ancora bisogno di scoperte nella scienza quantistica, come un ripetitore quantistico, la tecnologia fotonica esiste già in gran parte per esperimenti di laboratorio, "dice Tom Hausken, consulente senior del settore, La Società Ottica (OSA). "L'ingegneria del prodotto:dimensioni ridotte, il peso, potenza e costo—manca, o è applicato a una specifica applicazione del cliente, senza benefici per il resto del campo. La necessità è analoga alla carenza di talenti, non solo con gli scienziati, ma con ingegneri in fotonica, microonde ed elettronica di controllo, imballaggi e criogenia che hanno l'esperienza specializzata per portare la tecnologia sul mercato."
Sebbene il mercato della tecnologia quantistica sia ancora nelle prime fasi, la comunità dell'ottica e della fotonica fornisce già componenti abilitanti critici ai laboratori di ricerca e sviluppo a breve termine per garantire il progresso. L'OIDA stima le vendite di ottica e fotonica per le apparecchiature di laboratorio utilizzate dai ricercatori quantistici a circa 100 milioni di dollari all'anno. Si prevede che il mercato commerciale dei prodotti quantistici per uso finale raggiungerà i miliardi di dollari entro il 2030.
"Il vero impatto della tecnologia quantistica è ciò che può fare, che potrebbe essere molto più grande del mercato per la tecnologia stessa, " Hausken aggiunge. "La paura di perdere l'occasione (FOMO) su tale impatto sulla competitività e la sicurezza sta guidando i finanziamenti nella ricerca quantistica, che l'OIDA stima in circa 2 miliardi di dollari all'anno."
I settori pubblico e privato di tutto il mondo stanno effettuando investimenti pluriennali nelle tecnologie quantistiche con un obiettivo finale di applicazioni pronte per il mercato. Negli Stati Uniti., la legge sull'iniziativa quantistica nazionale, un piano multiagenzia, propone 1,2 miliardi di dollari di finanziamenti per la scienza dell'informazione quantistica nell'arco di cinque anni. Il programma Quantum Flagship dell'Unione europea ha un budget di 1 miliardo di euro per un periodo di dieci anni.
Gli investimenti nell'ingegneria del prodotto della tecnologia quantistica potrebbero supportare anche le applicazioni classiche. Per esempio, gli investimenti in fotonica integrata a bassa perdita e rivelatori a fotone singolo potrebbero produrre vantaggi nelle comunicazioni ottiche classiche e nell'imaging in condizioni di scarsa illuminazione, rispettivamente. La fotonica integrata offre molte soluzioni promettenti per la tecnologia quantistica, in un momento in cui offre molteplici soluzioni in altri campi.
