dove sono ampiamente utilizzati come infrastruttura portante per la comunicazione server-to-server per l'addestramento dei modelli di apprendimento automatico più avanzati.
Attualmente, la maggior parte dei PIC (Finite-Induced Circuits) si basa su silicio o silice, poiché le tecniche di produzione per questi materiali sono le più mature. Tuttavia, il silicio e la silice presentano proprietà che li rendono subottimali o addirittura inutilizzabili per alcune applicazioni emergenti della tecnologia quantistica. Di conseguenza, questo settore è diventato un importante motore di interesse per nuove piattaforme di materiali per i PIC. Questo articolo analizza i dati del rapporto IDTechEx, Materials for Quantum Technologies, che prevede che i PIC per applicazioni quantistiche raggiungeranno un mercato di 12,6 miliardi di dollari entro il 2046.
Perché la fotonica è così strettamente legata alla tecnologia quantistica?
La fotonica è il campo tecnologico dedicato alla generazione e alla manipolazione della luce, e il suo studio è stato storicamente connesso alla fisica sperimentale avanzata: laser, microscopi e sistemi ottici che possono occupare interi laboratori.
Le tecnologie quantistiche, che includono il calcolo quantistico, i sensori e le comunicazioni quantistiche, hanno origine principalmente in centri di ricerca e università. Tuttavia, con la loro evoluzione verso applicazioni commerciali, non possono più fare affidamento su sistemi ottici ingombranti e delicati. È qui che i PIC (Pictured Control Panels) apportano valore aggiunto: consentono di miniaturizzare questi sistemi complessi in chip robusti e producibili in serie.
Calcolo con la luce:
molti degli approcci più avanzati al calcolo quantistico si basano su sistemi fotonici, inclusi quelli basati su atomi neutri, ioni intrappolati o qubit fotonici. Questi sistemi utilizzano laser, guide d'onda e telecamere per manipolare e misurare singole particelle.
Lo sviluppo di appositi PIC (Picture Controlled Premises, ovvero postazioni controllate da immagini) è fondamentale per la scalabilità di queste tecnologie. Pertanto, negli ultimi anni si sono registrate numerose acquisizioni di aziende del settore fotonico da parte di aziende di calcolo quantistico, con l'obiettivo di integrare capacità produttive e conoscenze specializzate.
Oltre il silicio:
sebbene il silicio sia il materiale dominante, presenta limitazioni significative, come la sua scarsa trasparenza nello spettro visibile, cruciale per molte applicazioni quantistiche. Inoltre, queste tecnologie richiedono bassa interferenza e alta stabilità, piuttosto che velocità o potenza.
Pertanto, si stanno esplorando nuovi materiali come il nitruro di silicio (SiN), il niobato di litio a film sottile (TFLN) e il titanato di bario (BTO), sebbene presentino ancora sfide in termini di costi e produzione.
Prospettive di mercato:
i circuiti integrati fotonici (PIC) sono già fondamentali nelle telecomunicazioni, nelle comunicazioni dati e nel LiDAR, ma le tecnologie quantistiche ne stanno spingendo le capacità al limite. Lo sviluppo di nuove catene di approvvigionamento e materiali sarà fondamentale per la loro crescita, comprese le applicazioni nel calcolo quantistico, nelle reti quantistiche e nella sicurezza informatica.
Il rapporto "Materials for Quantum Technologies 2026-2046" analizza i fattori che guideranno questo mercato multimiliardario, fornendo previsioni dettagliate e casi di studio basati su approfondimenti del settore.
Autore: Noah El Alami, analista tecnologico
