Il mercato dei sensori quantistici rappresenta uno dei più promettenti orizzonti tecnologici del prossimo decennio. Frutto dell’integrazione tra fisica fondamentale, fotonica avanzata e microelettronica, il quantum sensing ha il potenziale di ridefinire radicalmente il concetto stesso di misura, rendendo accessibili precisioni e sensibilità finora irraggiungibili con le tecnologie convenzionali.

Secondo le stime più recenti, il mercato globale dei sensori quantistici nel 2023 è stato valutato tra i 200 e gli 800 milioni di dollari, un intervallo che riflette l’eterogeneità dello sviluppo tecnologico e commerciale lungo tutta la filiera. Le previsioni indicano un tasso di crescita medio annuo (CAGR) del 10% fino al 2032, una dinamica che potrebbe portare il mercato a superare diversi miliardi di dollari, a seconda dei tassi di adozione e della maturazione dei segmenti applicativi. Già oggi, il solo segmento dei sensori inerziali per l’aviazione potrebbe valere fino a 5 miliardi di dollari, a dimostrazione della vastità del potenziale indirizzabile.

Europa e Stati Uniti in prima linea

Geograficamente, Nord America ed Europa si posizionano come i principali protagonisti di questa trasformazione. Gli Stati Uniti vantano una lunga tradizione in ricerca quantistica e applicazioni militari, con forti investimenti pubblici e privati nelle tecnologie emergenti. L’Europa, tuttavia, si è affermata come il più grande mercato per i sensori quantistici nel 2022, anche grazie al sostegno strutturale fornito dal programma Quantum Flagship dell’Unione Europea, che mira a portare sul mercato le innovazioni nate nei laboratori del continente.

L’ecosistema europeo è particolarmente favorevole allo sviluppo di startup e spin-off accademici, grazie alla presenza di poli universitari altamente specializzati, fondi pubblici dedicati alla transizione tecnologica e un’attenzione crescente verso la deep tech come leva strategica di competitività.

Una tecnologia trasversale: applicazioni e mercati

I sensori quantistici sono dispositivi che sfruttano le proprietà della meccanica quantistica – come la superposizione degli stati o l’entanglement – per rilevare in modo estremamente preciso grandezze fisiche eterogenee come frequenze, gravità, accelerazione, campi magnetici, elettrici o variazioni termiche. In più, la crescente miniaturizzazione, unita all’integrazione con strutture fotoniche, rende possibile la loro applicazione anche in contesti di mobilità, consumo energetico ridotto e condizioni estreme.

Le applicazioni si estendono su numerosi mercati verticali. Nelle telecomunicazioni, i clock atomici assicurano una sincronizzazione ultra-precisa delle reti, migliorando le performance dei sistemi di trasmissione. In ambito difesa e navigazione, i sensori quantistici possono sostituire il GPS con sistemi inerziali autonomi, affidabili anche in ambienti ostili o privi di segnale satellitare, come sottomarini o veicoli aerei non pilotati. In medicina, i magnetometri quantistici permettono lo sviluppo di risonanze magnetiche portatili e ad alta risoluzione, con impatti significativi per l’accessibilità delle cure in aree remote o nei Paesi in via di sviluppo.

Altre applicazioni includono la geofisica – per il monitoraggio di attività sismiche o vulcaniche – e l’archeologia, dove i sensori gravitazionali possono rilevare strutture nascoste senza scavi invasivi. I sensori integrati in sistemi lab-on-chip permettono inoltre di effettuare analisi chimiche e biologiche ultra-localizzate, aprendo nuovi scenari nella diagnostica e nella ricerca sui materiali.

Barriere e sfide da affrontare

Nonostante le enormi potenzialità, il quantum sensing deve ancora superare diverse sfide prima di raggiungere un’adozione industriale su larga scala. Una delle principali è la scalabilità dei processi produttivi: la realizzazione dei componenti chiave, come le celle di vapore atomico o i laser stabilizzati, è complessa e richiede standard qualitativi molto elevati. Inoltre, la tecnologia è ancora poco conosciuta al di fuori degli ambienti specialistici, il che comporta un ritardo nell’adozione da parte delle industrie utenti finali.

Un’altra barriera è l’integrazione nei sistemi esistenti. Spesso l’inserimento di un sensore quantistico richiede modifiche strutturali alle piattaforme hardware e software preesistenti, con tempi di implementazione più lunghi rispetto a soluzioni plug-and-play. Tuttavia, man mano che la tecnologia si affina e le economie di scala iniziano a svilupparsi, queste barriere diventeranno meno rilevanti.

Un ecosistema in rapida evoluzione

Il mercato dei sensori quantistici non è ancora completamente formato, ma cresce a grande velocità. Ogni anello della catena del valore – dalla produzione dei componenti, allo sviluppo dei dispositivi, fino ai servizi basati sui dati raccolti – sta maturando a velocità diverse, rendendo difficile una previsione univoca del valore di mercato. Tuttavia, l’interesse degli investitori e delle istituzioni è in costante crescita, con numerosi programmi pubblici e privati orientati a sostenere il passaggio dalla ricerca al prodotto.

In questo contesto, startup come QSENSATO – spin-off dell’Università di Bari specializzato in sensori atomici miniaturizzati – rappresentano un esempio virtuoso di come la collaborazione tra università, industria e operatori di venture capital possa accelerare la transizione verso un nuovo paradigma industriale. La sensoristica quantistica, infatti, non è una tecnologia fine a sé stessa, ma un abilitatore trasversale destinato ad avere un impatto profondo su numerosi aspetti della nostra società: dalla sicurezza, alla salute, fino alla sostenibilità ambientale.