Kvantteknik förväntas ha stora effekter på marknader som sträcker sig från telekom och medicin till finansiering, men framsteg inom produktutveckling är nödvändiga för att få ut teknologierna på marknaden, enligt den nyligen släppta OIDA Quantum Photonics Roadmap:Every Photon Counts producerad i samarbete med Corning.
OSA Industry Development Associates (OIDA) färdplan klargör tillämpningarna och timingen för kvantteknologier och specificerar förbättringar av optik och fotonikkomponenter som behövs för att möjliggöra kommersialisering. Den täcker de tre huvudsakliga applikationsområdena:kvantavkänning och metrologi, kvantkommunikation och kvantberäkning.
Kommersialisering av produkter som kvantsensorer för GPS-fri navigering och fältdistribuerbara kvantrepeaters för kommunikation kommer att vara betydande milstolpar på en framväxande marknad, men fler investeringar i produktutveckling är avgörande. Lägre SWAP-C-enheter skulle möjliggöra framsteg, till exempel, över flera avkänningskategorier, och integrering av dessa system på fotoniska chips är en kritisk väg för att göra det. Även om viss integration är möjlig idag, mer on-chip-funktionalitet (t.ex. källor, modulatorer, omkopplare) behövs.
"Medan området fortfarande behöver genombrott inom kvantvetenskap, såsom en kvantrepeater, fotoniktekniken finns redan till stor del för laboratorieexperiment, säger Tom Hausken, senior industrirådgivare, The Optical Society (OSA). "Produktkonstruktionen – låg storlek, vikt, kraft och kostnad — saknas, eller den tillämpas på en specifik kundapplikation, utan fördel för resten av fältet. Behovet är analogt med talangbristen, inte bara med forskare, men med ingenjörer inom fotonik, mikrovågsugn och styrelektronik, förpackningar och kryogenik som har den specialiserade expertis som krävs för att föra ut tekniken på marknaden."
Även om kvantteknologimarknaden fortfarande är i ett tidigt skede, optik- och fotonikgemenskapen levererar redan kritiska möjliggörande komponenter till forsknings- och utvecklingslaboratorier på kort sikt för att säkerställa framsteg. OIDA uppskattar försäljningen av optik och fotonik för labbutrustning som används av kvantforskare till cirka 100 miljoner USD per år. Den kommersiella marknaden för kvantprodukter för slutanvändning förväntas stiga till miljarder dollar år 2030.
"Den verkliga effekten av kvantteknologi är vad den kan göra, som kan vara mycket större än marknaden för själva tekniken, " Hausken tillägger. "Rädslan för att missa (FOMO) om den påverkan på konkurrenskraft och säkerhet driver finansieringen inom kvantforskning, som OIDA uppskattar till cirka 2 miljarder USD årligen."
Den offentliga och privata sektorn över hela världen gör fleråriga investeringar i kvantteknik med ett slutmål av marknadsfärdiga applikationer. I USA., National Quantum Initiative Act, en plan för flera byråer, föreslår 1,2 miljarder USD i finansiering för kvantinformationsvetenskap under fem år. Europeiska unionens Quantum Flagship-program är budgeterat till 1 miljard euro under en tioårsperiod.
Investeringar i produktutveckling av kvantteknologi skulle också kunna stödja klassiska tillämpningar. Till exempel, investeringar i integrerad fotonik med lägre förluster och enfotondetektorer kan ge fördelar inom klassisk optisk kommunikation och bildbehandling i svagt ljus, respektive. Integrerad fotonik erbjuder många lovande lösningar för kvantteknologi, i en tid då det erbjuder flera lösningar inom andra områden.
