Quantum Technology: 2025 anno del Quantum, mercato a 100 mld

Il 2025 è stato designato dall’ONU come l‘Anno Internazionale della Scienza e della Tecnologia Quantistica, celebrando un secolo di meccanica quantistica. Il mercato della tecnologia quantistica (QT) sta vivendo un’esplosione, con investimenti in aumento e innovazioni che superano le aspettative, proiettandolo a 100 miliardi di dollari entro un decennio. Si osserva una svolta cruciale, con l’industria che passa dalla crescita alla stabilizzazione dei qubit, indicando che la QT potrebbe presto diventare una componente affidabile per i settori critici.

Quantum Technology: crescita esponenziale e proiezioni di mercato

Il quarto rapporto annuale “Quantum Technology Monitor” di McKinsey rivela che le tre principali aree della tecnologia quantistica – il calcolo quantistico, la comunicazione quantistica e il rilevamento quantistico – potrebbero generare complessivamente fino a 97 miliardi di dollari di ricavi a livello mondiale entro il 2035. Il calcolo quantistico, in particolare, si prevede che dominerà la maggior parte di questi ricavi, passando da 4 miliardi di dollari nel 2024 a ben 72 miliardi di dollari entro il 2035.

Il rapporto stima che, entro il 2040, il mercato totale della QT potrebbe raggiungere i 198 miliardi di dollari. Le stime sono presentate come un intervallo a causa della grande varianza nel potenziale progresso tecnologico, nei tassi di adozione e nelle opportunità di scalabilità della QT nel prossimo decennio.

Tra i settori che vedranno la maggiore crescita, le industrie chimica, delle scienze della vita, finanziaria e della mobilità saranno le più impattate.

Iniezione di capitali pubblici e privati

Nel 2024, gli investitori privati e pubblici hanno riversato quasi 2 miliardi di dollari nelle start-up QT a livello mondiale, registrando un aumento del 50% rispetto agli 1,3 miliardi di dollari del 2023. Sebbene i finanziamenti del settore privato da parte di venture capital e private equity abbiano rappresentato circa due terzi del totale (1,3 miliardi di dollari), c’è stato un calo di 19 punti percentuali rispetto al 2023.

Al contrario, i finanziamenti pubblici hanno preso le redini, aumentando di 19 punti percentuali rispetto al 2023, raggiungendo il 34% del totale dei finanziamenti del 2024, pari a 680 milioni di dollari, indicando una maggiore urgenza da parte dei governi di investire nel potenziale della QT.

Tra gli investitori di rilievo nel 2024 figurano la partnership di SoftBank con Quantinuum, l’investimento di Aramco in Pasqal, la collaborazione del National Institute of Advanced Industrial Science and Technology del Giappone con QuEra e IonQ, e la partnership della Qatar Investment Authority con Alice & Bob. PsiQuantum e Quantinuum, due start-up in fase avanzata, hanno ricevuto la metà dell’investimento totale nel 2024, il che sottolinea la fiducia degli investitori nella crescita delle start-up mature e consolidate.

Le aziende di calcolo quantistico hanno generato tra 650 e 750 milioni di dollari di ricavi nel 2024 e si prevede che supereranno il miliardo di dollari nel 2025, grazie alla continua crescita nella distribuzione di hardware quantistico nel settore privato e della difesa.

Quantum Technology: l’impulso dei governi e i nuovi poli di innovazione

Gli investimenti governativi a livello globale nella QT stanno accelerando. Oltre ai 680 milioni di dollari destinati alle start-up nel 2024, i governi hanno annunciato un totale di 1,8 miliardi di dollari per tutte le iniziative QT.

Esempi includono un pacchetto finanziario di 620 milioni di dollari dal governo australiano per PsiQuantum per costruire il primo computer quantistico a tolleranza di errore su scala industriale a Brisbane, un investimento di 500 milioni di dollari dallo Stato dell’Illinois per lo sviluppo di un parco quantistico, e circa 222 milioni di dollari da Singapore per la ricerca e i talenti QT.

La tendenza si è ulteriormente accelerata nei primi mesi del 2025, con il Giappone che ha annunciato un investimento di 7,4 miliardi di dollari nel settore e la Spagna che si è impegnata a investire 900 milioni di dollari, portando gli annunci di finanziamenti pubblici a oltre 10 miliardi di dollari.

Il Giappone da solo rappresenta quasi il 75% di questi annunci di inizio 2025. Molte nuove start-up create nel 2024 stanno sviluppando attrezzature e componenti o software applicativi. Inoltre, queste nuove start-up si stanno sempre più concentrando in “cluster” di innovazione che raggruppano acceleratori, istituzioni accademiche, centri di ricerca e investitori, spesso con la costruzione di nuove strutture di produzione e calcolo QT. Esempi di hub emergenti si trovano in Asia, in particolare ad Abu Dhabi, Tel Aviv e Tokyo, e negli Stati Uniti, come in Illinois e nel Maryland.

Innovazioni chiave: dallo sviluppo all’implementazione

Per la prima volta da quando McKinsey ha iniziato a monitorare il mercato QT quattro anni fa, si assiste a una transizione dallo sviluppo all’implementazione. Gran parte delle innovazioni emerse nel 2024 hanno reso la QT più sicura e affidabile. Sebbene l’ecosistema delle start-up QT sia un terreno fertile per potenziali scoperte, le principali aziende tecnologiche come Amazon, Google, IBM e Microsoft hanno guidato la maggior parte dei cambiamenti nel 2024.

Avanzamenti notevoli includono la soppressione dei tassi di errore rispetto al numero di qubit, lo sviluppo di qubit ad alta fedeltà e significative riduzioni dei costi della correzione degli errori quantistici. La correzione degli errori è emersa come un’innovazione chiave nel 2024, con il chip di calcolo quantistico Willow di Google che ha dimostrato progressi significativi in questo ambito e nelle prestazioni, permettendo calcoli complessi esponenzialmente più velocemente dei supercomputer con un basso tasso di errore, utilizzando 105 qubit fisici.

Anche le start-up hanno mostrato progressi nella correzione degli errori, come Alice & Bob con una nuova architettura, Riverlane con un decodificatore di errori quantistici basato su hardware, QuEra con un processore quantistico logico basato su array atomici riconfigurabili, e Atom Computing in collaborazione con Microsoft per la correzione degli errori quantistici.

Il ruolo strategico dei brevetti

Le aziende stanno brevettando le loro scoperte per consolidare un vantaggio iniziale nel settore QT. La ricerca mostra un aumento del 13% nel numero di brevetti QT concessi nel 2024 rispetto all’anno precedente. IBM detiene il numero più alto (191), seguita da Google (168).

A livello di paese, gli Stati Uniti e il Giappone guidano il mondo per numero di brevetti QT concessi (2000-2024), con il 27% per gli USA e il 14% per il Giappone. Tuttavia, in termini di domande di brevetto depositate, la Cina e gli Stati Uniti sono in testa, con ciascuno oltre il 28% del totale globale.

La Cina è in testa nei brevetti di calcolo quantistico, mentre gli Stati Uniti guidano nei brevetti di comunicazione quantistica, spinti dagli sforzi di laboratori nazionali come il National Institute of Standards and Technology e di istituti di ricerca. Questi sviluppi sottolineano il focus strategico degli Stati Uniti sull’avanzamento della sicurezza quantistica.

L’emergenza della comunicazione e del rilevamento quantistico

L’arrivo potenziale del Q-Day, quando i computer quantistici saranno abbastanza potenti da rompere gli attuali standard di crittografia, rappresenta un importante cambiamento nella sicurezza. Le aziende dovranno ripensare le loro strategie di sicurezza globali, e l’adozione della comunicazione quantistica sarà una pietra miliare di questo nuovo approccio.

Il mercato della comunicazione quantistica era di 1,2 miliardi di dollari nel 2024 e si prevede che raggiungerà tra 10,5 e 14,9 miliardi di dollari entro il 2035, con un CAGR del 22-25% nel prossimo decennio.

Nel 2024, la Post-Quantum Cryptography (PQC), che si concentra sulla creazione di algoritmi resistenti agli attacchi dei computer quantistici, ha mostrato la maggiore maturità commerciale ed è fondamentale per garantire la sicurezza dei dati nel Q-day e oltre. Attualmente, i governi sono i maggiori acquirenti di tecnologie di comunicazione quantistica (circa il 57% di tutti gli acquisti nel 2024), ma il settore privato sta aumentando l’adozione, con il settore delle telecomunicazioni che dovrebbe rappresentare il 16-26% della spesa complessiva entro il 2035.

Il rilevamento quantistico è entrato in una fase cruciale, con un focus sullo sviluppo di applicazioni nel mondo reale, la produzione e l’implementazione. Ci sono stati progressi significativi nel 2024 e all’inizio del 2025, in particolare per casi d’uso nel settore della difesa e dei semiconduttori.

Tra gli avanzamenti degni di nota figurano la prima dimostrazione della NASA di un sensore quantistico ultra-freddo nello spazio, l’uso di magnetometri quantistici da parte di Q-CTRL per navigare in ambienti privi di GPS, il lancio da parte di QuantumDiamonds di uno strumento di microscopia basato su diamante per l’analisi dei difetti dei semiconduttori, e l’introduzione di AQNav da parte di SandboxAQ, un sistema di navigazione quantistico in tempo reale basato sull’AI.

Quantum Technology: sinergie con altre tecnologie all’avanguardia

La tecnologia quantistica non solo offre valore di per sé, ma sblocca anche potenti sinergie con altre tecnologie all’avanguardia. La ricerca esplora come la QT possa influenzare ed essere plasmata da quattro domini chiave dell’innovazione: AI e machine learning, robotica, sostenibilità e tecnologie climatiche, e crittografia e cybersicurezza.

La crittografia e la cybersicurezza potrebbero essere fondamentalmente rimodellate dalla tecnologia quantistica, presentando nuovi rischi (come la potenziale capacità della QT di rompere la crittografia attuale) ma anche potenziando le protezioni di prossima generazione, inclusa la distribuzione di chiavi, la generazione di numeri casuali e metodi crittografici progettati per resistere agli attacchi quantistici.

AI e machine learning possono accelerare lo sviluppo dell’hardware quantistico attraverso la scoperta di materiali guidata dall’AI, mentre il calcolo quantistico offre salti trasformativi nella potenza computazionale che potrebbero ridefinire la scala e la velocità dell’addestramento dei modelli AI.

La robotica gioca un ruolo chiave nell’avanzamento della tecnologia quantistica semplificando la produzione di componenti quantistici, e a sua volta può beneficiare da tutti e tre i pilastri della tecnologia quantistica: il calcolo quantistico può aumentare la potenza computazionale e l’ottimizzazione del software, la comunicazione quantistica può supportare reti sicure, e i sensori quantistici possono migliorare la precisione dei robot.

La sostenibilità e le tecnologie climatiche beneficeranno degli avanzamenti quantistici, in particolare nel calcolo, poiché questi possono accelerare la scoperta di materiali, migliorare la modellazione di sistemi complessi come le interazioni molecolari o le previsioni climatiche, e ottimizzare i processi di produzione.