Mercato del calcolo quantistico fotonico Dimensioni e quota 2026-2035

Dimensione del mercato della computazione quantistica fotonica

Il mercato globale della computazione quantistica fotonica è valutato a circa 175,7 milioni di dollari USA nel 2025 e si prevede che raggiunga 280,2 milioni di dollari USA nel 2026, per poi espandersi fino a 5,8 miliardi di dollari USA entro il 2035, con un tasso di crescita annuo composto (CAGR) di circa il 40% nel periodo di previsione 2026–2035.

Questa traiettoria colloca la computazione quantistica fotonica tra i segmenti in più rapida crescita nel più ampio panorama delle tecnologie quantistiche, sostenuta dalla convergenza tra i vantaggi operativi a temperatura ambiente, la produzione compatibile con i semiconduttori, la crescente domanda commerciale di reti quantistiche e gli ingenti impegni di capitale pubblico in Nord America, Europa e Asia-Pacifico.

La catena del valore della computazione quantistica fotonica si differenzia strutturalmente dalle modalità di qubit concorrenti grazie alla sua compatibilità con le infrastrutture consolidate per la produzione di componenti fotonici e semiconduttori. A monte, l'ecosistema di fornitura comprende fonderie di circuiti integrati fotonici (PIC), produttori di sorgenti di singoli fotoni e produttori di rivelatori di singoli fotoni a nanofili superconduttivi (SNSPD). PsiQuantum ha istituito una partnership produttiva con GlobalFoundries per realizzare chip fotonici su wafer di silicio da 300 mm, integrando direttamente gli SNSPD in nitruro di niobio in un flusso di processo standard compatibile con CMOS. PsiQuantum ha documentato tale processo nella letteratura sottoposta a revisione paritaria, dimostrando una fedeltà SPAM del 99,98% +/- 0,01% e una fedeltà della fusione di Bell di tipo II del 99,22% +/- 0,12% tra i moduli integrati monoliticamente. Produttori specializzati di SNSPD, tra cui Single Quantum (Paesi Bassi), Pixel Photonics (Germania) e Photon Spot (Stati Uniti), forniscono sottosistemi di rivelazione integrati nelle guide d'onda alle aziende di computazione quantistica fotonica che non controllano fabbriche di semiconduttori complete. La creazione di valore nella fase intermedia avviene attraverso l'integrazione a livello di chip, l'assemblaggio e i collaudi, con sistemi complessi in grado di supportare oltre 1.000 connessioni elettriche e fino a 200 ingressi ottici per die, nonché attraverso l'integrazione dei sistemi con infrastrutture di raffreddamento criogenico per gli SNSPD e lo sviluppo di firmware ed elettronica di controllo. A valle, gli integratori di sistemi di calcolo quantistico e gli operatori di piattaforme cloud acquisiscono margini attraverso SDK software, librerie di algoritmi e accesso cloud gestito. Il livello di integrazione verticale varia notevolmente tra i diversi operatori del panorama competitivo: PsiQuantum mantiene il controllo sulla co-progettazione dell'architettura dei chip e del processo produttivo, affidando all'esterno la fabbricazione in volumi; Xanadu e Quandela producono internamente i propri chip fotonici, mantenendo uno stretto controllo sulle sorgenti basate su punti quantici e sulla configurazione degli interferometri; ORCA Computing acquista componenti in fibra di livello telecomunicazioni commerciale, consentendo una proposta hardware basata su rack, più economica e con tempi di commercializzazione più rapidi.

La struttura dei costi del settore riflette attualmente gli elevati costi di ingegneria non ricorrente (NRE) e di attrezzaggio dei chip fotonici nella fase di ricerca e sviluppo, che dovrebbero diminuire significativamente con l'aumento della produzione in volumi. La principale voce di costo infrastrutturale per i sistemi di calcolo quantistico fotonico rispetto ai concorrenti superconduttivi non è attualmente il processore quantistico in sé, bensì il raffreddamento criogenico necessario per i rivelatori a nanofili superconduttivi; ciò continua a rappresentare un limite per le dichiarazioni relative al funzionamento completamente a temperatura ambiente. ^{[1]Nature, Quantum Computing and Quantum Error-Correction Research. nature.com} I sistemi di PsiQuantum operano a circa 2 K per il funzionamento dei rivelatori, mentre gli altri componenti fotonici funzionano a temperatura ambiente. I sistemi della serie PT di ORCA Computing, che utilizzano memorie quantistiche basate su fibre ottiche ed evitano completamente gli SNSPD, operano interamente a temperatura ambiente in un formato rack standard da 19 pollici e si integrano tramite Ethernet negli ambienti HPC convenzionali, riducendo sostanzialmente la soglia dei costi infrastrutturali. ^{[2]ORCA Computing, Photonic Quantum Computing and Quantum Computing Systems. orcacomputing.com}La discontinuità dei costi è favorita dal riutilizzo di componenti ottici CMOS e di livello telecomunicazioni, tra cui connettori per fibre, reticoli a guida d'onda in array e modulatori elettro-ottici, che beneficiano di curve dei costi consolidate da diversi decenni nella produzione per le telecomunicazioni, distinguendo il calcolo quantistico fotonico dalle architetture superconduttive, che richiedono ingegneria criogenica e a microonde su misura.

Principali fattori di crescita

Il funzionamento a temperatura ambiente riduce i costi delle infrastrutture criogeniche

Il principale onere operativo dei sistemi concorrenti di calcolo quantistico superconduttivo è rappresentato dal frigorifero a diluizione, un bene d'investimento che richiede temperature operative di circa 15–20 millikelvin, occupa uno spazio significativo nelle strutture, consuma molta energia e ha un costo compreso tra alcune centinaia di migliaia di dollari e oltre un milione di dollari per unità. I sistemi di calcolo quantistico fotonico eliminano in larga misura questa barriera: la serie PT di ORCA Computing opera interamente a temperatura ambiente in armadi rack standard da 19 pollici, senza necessità di sistemi di raffreddamento specializzati o modifiche alle strutture, mentre la rete Aurora di Xanadu, composta da 35 chip fotonici distribuiti su quattro rack server, opera a temperatura ambiente utilizzando interconnessioni convenzionali in fibra ottica e sorgenti laser commerciali. Anche i sistemi fotonici che mantengono elementi criogenici, come la piattaforma Omega di PsiQuantum, che fa funzionare gli SNSPD a circa 2 K, richiedono una capacità di raffreddamento criogenico notevolmente inferiore rispetto ai frigoriferi a diluizione, poiché i criostati a 2 K con una capacità di raffreddamento fino a 20 W sono molto più semplici ed economici da gestire rispetto ai sistemi a millikelvin. La conseguenza a livello istituzionale è che università, laboratori nazionali, istituti finanziari e fornitori cloud possono acquisire e gestire sistemi di calcolo quantistico fotonico senza infrastrutture di camera bianca realizzate su misura o team specializzati in ingegneria criogenica. L'installazione del sistema ORCA presso l'Applied Quantum CORE facility della Montana State University, reso operativo entro due giorni dall'installazione, e presso il Poznan Supercomputing and Networking Center dimostra empiricamente questa ridotta complessità di installazione. Con la maturazione dei sistemi di calcolo quantistico fotonico verso un numero maggiore di qubit, il vantaggio in termini di costi e complessità rispetto alle architetture criogeniche aumenta ulteriormente, poiché ogni incremento della capacità fotonica in termini di qubit richiede soltanto chip fotonici e fibra ottica aggiuntivi, anziché una maggiore capacità del frigorifero.

La fotonica al silicio sfrutta l'ecosistema esistente della fabbricazione di semiconduttori

La fotonica al silicio è una tecnologia di produzione caratterizzata da decenni di sviluppo industriale per applicazioni nelle telecomunicazioni, in ambito medico e nel settore automobilistico, e i relativi kit di progettazione dei processi e la capacità delle fonderie, ormai maturi, vengono attualmente adattati al calcolo quantistico. L'integrazione da parte di PsiQuantum di un processo fotonico su silicio su isolante da 300 mm con la deposizione di SNSPD in NbN e la commutazione elettro-ottica in BTO presso GlobalFoundries dimostra che i circuiti quantistici fotonici possono essere fabbricati in fonderie commerciali ad alto volume senza materiali esotici o strumenti non standard, un risultato privo di equivalenti nel calcolo quantistico superconduttivo o basato su ioni intrappolati. Il vantaggio strutturale che ne deriva è quantificabile: PsiQuantum produce die fotonici nell'ordine delle migliaia, con rese produttive e un livello di maturità dei processi che richiederebbero anni per essere raggiunti in una fonderia quantistica dedicata. Le perdite delle guide d'onda fotoniche al silicio riportate per il processo di PsiQuantum, pari a 0,5 +/- 0,3 dB/m per le guide SiN multimodali e con perdite degli splitter di 0,5 +/- 0,2 mdB, riflettono i vantaggi dell'ottimizzazione delle fonderie ottenuta attraverso numerose iterazioni ingegneristiche. Oltre alle prestazioni a livello dei componenti, il modello delle fonderie CMOS consente al settore della fotonica quantistica di attingere a una catena di fornitura di semiconduttori già esistente per fotoresist, gas di incisione, apparecchiature di deposizione e strumentazione per collaudo e misurazione, rimuovendo i colli di bottiglia della catena di fornitura che limitano tecnologie dei qubit più specializzate. L'UE ha riconosciuto questa sovrapposizione strategica pubblicando nel 2024 un bando di Horizon Europe per le tecnologie delle piattaforme di calcolo quantistico fotonico, che fa esplicito riferimento alle sinergie con i programmi CHIPS JU e IPCEI per i semiconduttori, mentre il NQM indiano include la capacità di fabbricazione di chip fotonici tra gli obiettivi di sovranità tecnologica.

La trasmissione fotonica ad alta fedeltà consente reti quantistiche scalabili

I fotoni viaggiano senza decoerenza attraverso la fibra ottica standard a temperatura ambiente, una proprietà intrinseca che rende i qubit fotonici particolarmente adatti a fungere sia da mezzo di elaborazione sia da mezzo di rete per il calcolo quantistico distribuito. PsiQuantum ha dimostrato una fedeltà dell'interconnessione tra qubit da chip a chip pari al 99,72% +/- 0,04% su 42 metri di fibra ottica standard di qualità per telecomunicazioni, condizionatamente al rilevamento dei fotoni. Nel 2025, i ricercatori di A\*STAR Singapore hanno prodotto 460.000 coppie di fotoni entangled al secondo con una fedeltà del 97,90% su una rete in fibra ottica attiva di 155 km attraverso Singapore, dimostrando la realizzazione di reti quantistiche su scala metropolitana mediante nanofotonica al silicio. È stato dimostrato il teletrasporto quantistico da chip a chip su 12,3 km di fibra ottica utilizzando circuiti fotonici integrati, mentre su Nature Communications è stata descritta un'architettura di rete quantistica eterogenea che consente a nodi con diversi schemi di codifica fotonica di interoperare su una rete in fibra ottica attiva. Queste dimostrazioni di rete sono strategicamente significative perché indicano che i computer quantistici fotonici non sono semplicemente processori autonomi, ma costituiscono il substrato naturale per un Internet quantistico, collegando processori quantistici geograficamente distribuiti per abilitare carichi di lavoro di calcolo quantistico distribuito superiori alla capacità di un singolo chip fotonico. L'architettura Aurora di Xanadu sfrutta specificamente questa proprietà collegando quattro rack server mediante 13 km di fibra, dimostrando che è possibile ottenere una maggiore scala nel calcolo quantistico fotonico aggiungendo moduli interconnessi in rete anziché progettare chip monolitici sempre più grandi. Questo vantaggio architetturale affronta direttamente la sfida fondamentale della scalabilità del calcolo quantistico ed è una caratteristica unica dei sistemi fotonici tra le principali modalità di calcolo quantistico.

Crescente domanda di sistemi di comunicazione a sicurezza quantistica

La pubblicazione, da parte del NIST nell'agosto 2024, dei primi tre standard definitivi di crittografia post-quantistica, tra cui ML-KEM (FIPS 203), ML-DSA (FIPS 204) e SLH-DSA (FIPS 205), ha creato requisiti vincolanti di conformità per le agenzie federali statunitensi, imponendo la migrazione da RSA e dalla crittografia a curve ellittiche e generando un'urgente domanda aziendale di infrastrutture resilienti al quantum. Questo fattore normativo è rafforzato dal rischio di cybersicurezza «raccogliere ora, decifrare in seguito», in base al quale gli avversari raccolgono oggi dati cifrati in previsione di future capacità di decrittazione quantistica, rendendo strategicamente necessaria la migrazione immediata per i dati sensibili con un lungo ciclo di vita. Il calcolo quantistico fotonico è direttamente coinvolto in questa domanda: i sistemi fotonici rappresentano la piattaforma hardware naturale per la distribuzione quantistica delle chiavi (QKD), che fornisce uno scambio di chiavi sicuro dal punto di vista dell'informazione attraverso la fibra ottica; inoltre, i computer quantistici fotonici sono considerati i motori previsti dell'architettura dell'Internet quantistico, che in futuro sosterrà le comunicazioni a sicurezza quantistica su scala globale. TuringQ indica esplicitamente Bank of China, State Grid e China Mobile come clienti target per comunicazioni sicure rispetto al quantum abilitate dalla propria infrastruttura quantistica fotonica. I governi di tutto il mondo hanno integrato requisiti di comunicazione a sicurezza quantistica nelle strategie quantistiche nazionali: la National Quantum Strategy del Regno Unito, la NQM dell'India e l'iniziativa EuroQCI del Quantum Flagship dell'UE attribuiscono tutte priorità alla realizzazione di reti fotoniche per comunicazioni sicure. Ne deriva una dinamica di domanda che favorisce il calcolo quantistico fotonico sia attraverso il mercato a breve termine della QKD e delle reti quantistiche, sia attraverso la curva di adozione a più lungo termine del calcolo quantistico fault-tolerant.

Forti finanziamenti pubblici per le iniziative quantistiche negli Stati Uniti e nell'UE

La portata dei capitali pubblici destinati a livello globale alle tecnologie quantistiche e, nello specifico, al calcolo quantistico fotonico è senza precedenti per un settore tecnologico pre-commerciale.

L’US NQI ha richiesto un’autorizzazione di bilancio pari a 998 milioni di dollari USA per la ricerca e sviluppo nel campo della scienza dell’informazione quantistica per l’anno fiscale 2025, con stanziamenti effettivi superiori a 1 miliardo di dollari USA negli anni fiscali 2022 e 2023. ^{[3]U.S. Department of Energy, National Quantum Information Science Research Centers and Quantum Computing Programs. quantum.gov} I governi australiano e del Queensland hanno impegnato 620 milioni di dollari USA per la struttura di PsiQuantum a Brisbane nell’aprile 2024, mentre le autorità statali e provinciali dell’Illinois hanno concesso 500 milioni di dollari USA in incentivi fiscali nell’arco di 30 anni per la struttura di PsiQuantum a Chicago, oltre a 200 milioni di dollari USA di finanziamenti statali per un impianto criogenico condiviso. ^{[4]Business Wire, Quantum Computing Technology and Industry Developments. businesswire.com} L’Agenzia federale canadese per lo sviluppo economico ha fornito a Xanadu un contributo rimborsabile di 3,75 milioni di dollari USA per accelerare lo sviluppo del software PennyLane. Il Quantum Flagship dell’UE opera con un budget di 1 miliardo di euro nell’arco di dieci anni e finanzia progetti specifici per la fotonica, come EPIQUE, QU-PIC e QPIC1550, con un nuovo bando nel 2026 destinato specificamente alle piattaforme di calcolo quantistico fotonico su larga scala. Il governo giapponese ha annunciato un impegno di 7,4 miliardi di dollari USA per la tecnologia quantistica all’inizio del 2025, mentre l’NQM indiano, con circa 740 milioni di dollari USA nell’arco di otto anni, designa il calcolo quantistico fotonico come una delle quattro aree prioritarie. La strategia quantistica del Regno Unito è sostenuta da un impegno governativo annunciato di 2,5 miliardi di sterline. L’effetto aggregato di questi investimenti pubblici è articolato su più livelli: riduce il rischio degli investimenti di capitale privato finanziando la ricerca e sviluppo di base e i costi iniziali degli impianti; crea rapporti con clienti di riferimento, poiché le agenzie governative diventano i primi utilizzatori; e sviluppa il bacino di talenti attraverso missioni quantistiche nazionali e programmi universitari che alimentano la crescita delle aziende.

Principali fattori limitanti

Mancanza di architetture quantistiche fotoniche standardizzate

Il settore del calcolo quantistico fotonico non ha ancora raggiunto un consenso su una codifica standard dei qubit, un'architettura delle porte o una specifica di interfaccia hardware. Il calcolo quantistico ottico lineare, il campionamento bosonico gaussiano, il calcolo a variabili continue basato su stati cluster, il calcolo quantistico basato sulla fusione, le architetture di porte fotone-atomo e gli approcci ibridi silicio-spin-fotone propongono tutti percorsi verso sistemi fault-tolerant su larga scala, ciascuno con requisiti diversi per i componenti fotonici, sovraccarichi di correzione degli errori e ipotesi di produzione. Questa frammentazione architetturale crea diversi ostacoli commerciali. Gli acquirenti aziendali non possono valutare i sistemi concorrenti sulla base di metriche prestazionali comuni, poiché la fedeltà delle porte, il numero di qubit e il tasso di campionamento non sono comparabili tra i diversi schemi di codifica; una macchina GBS non è direttamente comparabile con una piattaforma a singolo fotone basata su un modello a porte. Gli strumenti di sviluppo software e gli algoritmi quantistici scritti per un'architettura fotonica non possono essere trasferiti a un'altra senza una significativa riprogettazione. I fornitori di componenti, tra cui i produttori di SNSPD, gli specialisti dell'epitassia dei punti quantici e le fonderie di fotonica al silicio, non possono standardizzare la produzione per un'unica interfaccia quantistica fotonica, limitando le economie di scala. L'assenza di interfacce standardizzate per i processori quantistici fotonici fa sì che ogni fornitore di hardware mantenga SDK e stack di compilazione proprietari, come dimostrano i distinti ecosistemi dell'SDK Perceval di Quandela, di PennyLane di Xanadu e dell'SDK della serie PT di ORCA. Gli sforzi di standardizzazione sono ancora agli inizi: il programma di benchmarking del calcolo quantistico del NIST e le roadmap sulle tecnologie quantistiche della European Quantum Flagship stanno lavorando allo sviluppo di metriche prestazionali comuni, ma gli standard a livello di architettura per il calcolo quantistico fotonico restano lontani anni dal raggiungimento di un consenso. Finché non emergerà un'architettura dominante o un livello di astrazione inter-architetturale, l'adozione da parte delle aziende resterà limitata dalla complessità della valutazione e dal rischio di integrazione.

Le forze normative e tecniche che agiscono sul calcolo quantistico fotonico nel periodo 2025–2027 creano una tensione strutturale che determinerà se il CAGR di circa il 40,0% del mercato si realizzerà nella fascia inferiore o superiore della sua traiettoria. Dal lato della domanda, gli standard di crittografia post-quantistica del NIST, che impongono alle agenzie federali la migrazione da RSA e dalla crittografia a curva ellittica, hanno attivato il più chiaro percorso commerciale a breve termine per i sistemi quantistici fotonici: contratti per la distribuzione di chiavi quantistiche e per infrastrutture di rete quantistiche con agenzie, prime contractor della difesa e operatori di infrastrutture critiche soggetti a scadenze di conformità. Si tratta di un segnale di domanda con un orizzonte temporale definito, che non dipende dal raggiungimento del calcolo fault-tolerant; richiede soltanto hardware di rete fotonica funzionante e sistemi compatibili con la QKD, prodotti che ORCA, Quandela, QuiX Quantum e TuringQ offrono già oggi sul mercato. Sul lato dell’offerta, il vincolo legato alla perdita di fotoni non rappresenta soltanto un attuale divario prestazionale; costituisce un onere fisico fondamentale associato alla generazione probabilistica dei fotoni e all’entanglement non deterministico, che impone un sovraccarico di risorse in crescita esponenziale all’aumentare del numero di qubit tolleranti ai guasti. L’architettura FBQC di PsiQuantum presenta una tolleranza definita alla perdita complessiva di circa il 10% e i dati pubblicati sui componenti indicano che il sistema si sta avvicinando a tale soglia, senza tuttavia operare ancora entro questo limite su larga scala. Gli approcci deterministici fotone-atomo basati sulla piattaforma ORIGIN di Quantum Source e le architetture silicio-spin-fotone di Photonic Inc. rappresentano scommesse architetturali fondate sull’ipotesi che il problema dell’efficienza nell’impiego delle risorse possa essere risolto più efficacemente a livello fisico che a livello ingegneristico. L’impatto del vincolo legato alla perdita sul CAGR dipende quindi dall’architettura che raggiungerà per prima la tolleranza ai guasti: se FBQC supererà la soglia entro il 2028–2029, come punta a fare PsiQuantum, il vincolo legato alla perdita di fotoni diventerà un problema risolto e il suo effetto frenante sul CAGR diminuirà; se invece la tolleranza ai guasti richiederà l’approccio deterministico, l’effetto frenante del vincolo si protrarrà per gran parte del periodo di previsione.

Analisi dei segmenti del mercato del calcolo quantistico fotonico

Per componente

Hardware

Il segmento Hardware, che comprende processori fotonici, chip fotonici integrati, sorgenti di fotoni singoli e rilevatori, rappresenta la più ampia categoria di componenti, con un valore di 92,6 milioni di dollari USA nel 2025 e una previsione di raggiungere 2,60 miliardi di dollari USA entro il 2035, con un CAGR di circa il 37,8%. Il CAGR relativamente più basso dell’hardware rispetto a software e servizi riflette il modello classico dei mercati tecnologici, in cui i fornitori di piattaforme finiscono per acquisire una quota sproporzionata del valore; i costi dell’hardware diminuiscono grazie ai volumi e alla concorrenza, mentre il vincolo alla sostituzione del software e i contratti di servizi consentono di applicare margini premium. Nel breve termine (2025–2028), i ricavi dell’hardware sono concentrati nelle vendite di sistemi a laboratori nazionali, università e strutture appaltate dai governi. La struttura di PsiQuantum a Brisbane, destinata a un impiego su scala industriale, rappresenta un impegno di capitale per l’hardware da parte dei governi pari a diverse centinaia di milioni di dollari USA, che sosterrà i ricavi del segmento Hardware nei primi anni del periodo di previsione. La serie PT di ORCA Computing, con sette installazioni PT-1 alla fine del 2024 e disponibilità commerciale del modello PT-2 dalla fine del 2024, rappresenta la fascia commerciale accessibile dell’hardware quantistico fotonico e si rivolge a istituti di ricerca e centri HPC alla ricerca di sistemi a temperatura ambiente. I processori fotonici a 8 qubit e 64-qubit di QuiX Quantum venduti a DLR QCI nel 2022, insieme al primo processore quantistico fotonico universale di prima generazione pianificato per il 2026, rappresentano il contributo della catena di fornitura europea dell’hardware. La crescita dei ricavi dell’hardware accelera quando i fornitori cloud realizzano infrastrutture dedicate al calcolo quantistico fotonico e quando i processori fotonici iniziano a sostituire alcuni carichi di lavoro delle GPU per attività specializzate di IA generativa e ottimizzazione, una posizione di mercato che ORCA Computing sta perseguendo attivamente attraverso la partnership con ParTec AG per l’integrazione nelle AI Factory.

Software

Il segmento Software, che comprende algoritmi quantistici, middleware, SDK e software per piattaforme cloud, è valutato a 37,6 milioni di dollari USA nel 2025 e dovrebbe raggiungere 1,50 miliardi di dollari USA entro il 2035, con un CAGR di circa il 42,7%, il più elevato tra i tre segmenti per componente. Il CAGR del software, superiore a quello del mercato, riflette due dinamiche strutturali: il numero crescente di piattaforme hardware che richiedono livelli software e i rendimenti cumulativi del software una volta che una piattaforma consolida l’adozione da parte degli utenti.Il framework open source di machine learning quantistico PennyLane di Xanadu, con ampio supporto per backend hardware fotonici e non fotonici, è diventato lo standard de facto per lo sviluppo di software quantistico tra i diversi tipi di architettura; il Governo del Canada ne finanzia lo sviluppo attraverso FedDev Ontario per accelerarne l'adozione. L'SDK Perceval di Quandela svolge una funzione analoga per il calcolo quantistico basato sull'ottica lineare e sui fotoni singoli. L'integrazione dell'SDK di ORCA Computing con PyTorch e NVIDIA CUDA-Q si rivolge specificamente agli ingegneri del machine learning, una scelta progettuale che riduce la barriera all'adozione del software per la più ampia comunità potenziale di utenti aziendali. I ricavi del software aumentano in modo più efficiente rispetto a quelli dell'hardware, perché il costo marginale per servire un ulteriore utente cloud tende a zero, mentre il costo marginale dell'hardware è limitato dai rendimenti di fabbricazione degli SNSPD e dei PIC. Il segmento Software sarà caratterizzato sempre più dai marketplace di algoritmi, dai modelli di machine learning quantistico pre-addestrati e dalle toolchain di compilazione quantistico-classica che astraggono la complessità hardware per gli utenti aziendali.

Servizi

Il segmento dei Servizi, che comprende consulenza, integrazione dei sistemi, ricavi derivanti dall'accesso al cloud e servizi quantistici gestiti, è valutato a 45,5 milioni di dollari USA nel 2025 e si prevede che raggiunga 1,68 miliardi di dollari USA entro il 2035, con un tasso di crescita annuo composto (CAGR) di circa il 41,6%. Nella fase attuale del mercato, i Servizi rappresentano la categoria di ricavi commercialmente più accessibile per i fornitori di soluzioni di calcolo quantistico fotonico, perché non richiedono agli acquirenti budget di capitale per l'approvvigionamento di hardware quantistico. L'implementazione da parte di OVHcloud del sistema fotonico Belenos 12-qubit di Quandela con un modello pay-per-use, fatturazione al secondo e costi di calcolo per l'emulazione ottimizzati a partire da 0,03 EUR all'ora è un esempio diretto di commercializzazione a livello di servizi che raggiunge un'ampia base di utenti senza richiedere decisioni di investimento in conto capitale da parte delle aziende. La strategia di TuringQ, che si posiziona come fornitore di infrastrutture quantistiche e passa da fornitore di prodotti a fornitore di centri di calcolo che integrano supercalcolo e calcolo quantistico in tutta la Cina, riflette la transizione da modelli di ricavo guidati dall'hardware a modelli guidati dai servizi. Con la maturazione dei sistemi di calcolo quantistico fotonico, i servizi gestiti per carichi di lavoro di simulazione quantistica, chimica quantistica e ottimizzazione, addebitati per calcolo o secondo un modello di tariffazione basato sull'esito, rappresenteranno la principale opportunità di crescita per le aziende prive di vantaggi nella produzione di hardware.

Per modello di implementazione

Accesso basato sul cloud

L'accesso basato sul cloud è il segmento di implementazione più ampio, con 87,6 milioni di dollari USA nel 2025; si prevede che raggiunga 3,24 miliardi di dollari USA entro il 2035, con un tasso di crescita annuo composto (CAGR) di circa il 41,6%. Il predominio del modello cloud riflette il suo vantaggio strutturale: riduce a zero l'impegno di capitale dell'acquirente, consente di effettuare sperimentazioni senza rischi di integrazione con l'IT e colloca il calcolo quantistico fotonico accanto ai flussi di lavoro di HPC classico e di sviluppo cloud-native già utilizzati dagli utenti aziendali. La piattaforma cloud di Quandela, il primo computer quantistico europeo accessibile via cloud basato su fotoni singoli, lanciato nel novembre 2022 con una disponibilità del 92% nei primi sei mesi di operatività, è stata ampliata attraverso l'integrazione da parte di OVHcloud del sistema Belenos 12-qubit, garantendo la sovranità europea dei dati per i carichi di lavoro quantistici. Il servizio Bia Quantum Cloud Computing Service di QuiX Quantum, lanciato nel settembre 2024, ha esteso l'accesso cloud al calcolo quantistico fotonico agli utenti europei della ricerca e delle imprese tramite il suo processore fotonico programmabile con oltre 20 qubit. La piattaforma cloud Tianyan cinese (China Telecom Quantum Group) è diventata la prima piattaforma cloud a offrire servizi di quantum advantage attraverso tecnologie sia fotoniche sia superconduttive, quando il sistema di TuringQ è entrato a far parte della piattaforma. Nel loro insieme, queste piattaforme dimostrano che l'accesso basato sul cloud è andato oltre i programmi pilota, trasformandosi in servizi commerciali continuativi, con modelli di fatturazione basati sull'utilizzo che allineano gli incentivi alla sperimentazione degli utenti e allo sviluppo algoritmico.

Sistemi on-premise

I sistemi on-premise rappresentano 63,5 milioni di dollari USA nel 2025 e si prevede che raggiungano 1,73 miliardi di dollari USA entro il 2035, con un tasso di crescita annuo composto (CAGR) di circa il 37,4%. I sistemi quantistici fotonici on-premise rispondono alle esigenze di acquirenti soggetti a specifici requisiti di sovranità dei dati, che gestiscono carichi di lavoro governativi classificati o perseguono programmi di ricerca che richiedono accesso e personalizzazione a livello hardware. I sistemi PT-1 di ORCA Computing, con sette implementazioni tra cui quelle presso il Ministero della Difesa del Regno Unito, il PSNC in Polonia, la Montana State University e l'NQCC del Regno Unito, dimostrano la concreta applicabilità a breve termine del segmento on-premise: sistemi installati in rack e operanti a temperatura ambiente, integrati nell'infrastruttura HPC esistente tramite Ethernet standard e implementati entro due giorni dall'arrivo presso la struttura QCORE della MSU. Le strutture di PsiQuantum pianificate su scala industriale a Brisbane e Chicago rappresentano il riferimento per le implementazioni on-premise di maggiori dimensioni: strutture dedicate al calcolo quantistico, commissionate dai governi per importi nell'ordine di centinaia di milioni di dollari. La vendita da parte di QuiX Quantum di processori da 8 qubit e 64-qubit fotonici a DLR QCI nel 2022 ha istituito il mercato europeo dell'hardware quantistico fotonico on-premise. Il segmento on-premise crescerà poiché un numero crescente di organizzazioni con requisiti di riservatezza dei dati, in particolare nei settori della difesa e dei servizi finanziari, richiederà l'accesso diretto all'hardware per garantire la sicurezza.

Modelli di accesso ibrido

I modelli di accesso ibrido, che combinano hardware quantistico on-premise, orchestrazione cloud e integrazione con sistemi HPC classici, sono valutati a 24,6 milioni di dollari USA nel 2025 e si prevede che raggiungano 811,0 milioni di dollari USA entro il 2035, con un CAGR di circa il 40,0%. L'architettura di implementazione di ORCA Computing presso il PSNC, dove due sistemi PT-1 si interfacciano con 87 nodi GPU, inclusi i dispositivi NVIDIA H100, tramite Ethernet standard, mentre CUDA-Q gestisce il routing dei carichi di lavoro quantistici e classici, costituisce l'archetipo commerciale del modello ibrido. L'importanza strategica del modello ibrido risiede nella capacità di generare valore aziendale immediato dai sistemi quantistici disponibili nel breve termine: anziché attendere l'elaborazione quantistica fault-tolerant, le architetture ibride individuano specifiche sott routine algoritmiche, come la decomposizione di matrici, il campionamento e l'ottimizzazione, che traggono vantaggio dal co-processing quantistico, trasferendole al QPU fotonico, mentre il calcolo classico gestisce il resto del flusso di lavoro. La strategia di TuringQ per un centro di calcolo basato sulla fusione tra calcolo quantistico e supercalcolo, finalizzata all'implementazione su scala nazionale di centri ibridi in tutta la Cina, riflette l'applicabilità del modello alle infrastrutture nazionali. Il prodotto QNU di Nu Quantum, un'unità di networking quantistico fotonico progettata per interconnettere più QPU di diversi fornitori in un supercomputer quantistico ibrido distribuito, rappresenta il livello infrastrutturale che sosterrà le implementazioni ibride su scala dei data center.

Per applicazione

Simulazione e modellazione

La simulazione e la modellazione costituiscono il principale segmento applicativo, con un valore di 46,4 milioni di dollari USA nel 2025; si prevede che raggiungano 1,21 miliardi di dollari USA entro il 2035, con un CAGR di circa il 36,8%. Il vantaggio naturale dei computer quantistici fotonici nelle attività basate sul campionamento li rende particolarmente adatti ai carichi di lavoro di simulazione di tipo Monte Carlo nella scienza dei materiali, nella scoperta di farmaci e nella modellazione climatica. La piattaforma Ascella di Quandela è stata sottoposta a benchmark per algoritmi di risoluzione variazionale degli autovalori quantistici finalizzati al calcolo dell'energia dello stato fondamentale delle molecole, mentre i sistemi di ORCA presso la struttura QCORE della Montana State University supportano la ricerca sulla scoperta di farmaci attraverso la generazione di peptidi potenziata dal calcolo quantistico. Il CAGR relativamente più basso di questo segmento riflette la sua maturità iniziale, essendo il primo verticale applicativo a cui sono stati destinati commercialmente questi sistemi.

Ottimizzazione

L'ottimizzazione è valutata a 37,8 milioni di dollari USA nel 2025 e si prevede che raggiunga 1.158,6 milioni di dollari USA entro il 2035, con un CAGR di circa il 39,0%. I computer quantistici fotonici sono oggetto di valutazione per l'ottimizzazione combinatoria in ambiti quali la definizione dei percorsi logistici, la costruzione di portafogli finanziari e la configurazione delle reti. TuringQ fornisce servizi a clienti tra cui State Grid, il gestore nazionale cinese dell'energia elettrica, con applicazioni di ottimizzazione per la gestione della rete, mentre ORCA ha dimostrato capacità di ottimizzazione attraverso le proprie architetture di reti neurali quantistiche-classiche ibride presso il PSNC e la MSU.

Apprendimento automatico e IA

L'apprendimento automatico e l'IA sono valutati a 34,9 milioni di dollari USA nel 2025 e raggiungono 1,50 miliardi di dollari USA entro il 2035, con il più elevato tasso di crescita annuo composto (CAGR) per segmento applicativo, pari a circa il 43,8%. L'integrazione di processori quantistici fotonici con infrastrutture di IA basate su GPU rappresenta lo sviluppo commercialmente più attivo nell'ambito dell'informatica quantistica fotonica nel periodo 2024–2025. Il sistema PT-2 di ORCA si integra direttamente con NVIDIA CUDA-Q, consentendo flussi di lavoro ibridi di IA generativa quantistico-classica, incluso l'addestramento di GAN potenziato dal calcolo quantistico per la generazione di immagini, dimostrato presso PSNC e commercializzato attraverso la partnership ParTec AI Factory. Le partnership di TuringQ con produttori nazionali di GPU per cluster eterogenei QPU-plus-GPU sono rivolte al mercato dell'inferenza e dell'addestramento dell'IA. Il paradigma di ricerca sulle reti neurali quantistiche e sull'apprendimento automatico mediante kernel quantistici, implementato in PennyLane di Xanadu e dimostrato su Ascella di Quandela per attività di classificazione, fornisce il fondamento teorico per il vantaggio quantistico nell'apprendimento automatico a scale raggiungibili nel periodo di previsione.

Crittografia e sicurezza

La crittografia e la sicurezza sono valutate a 25,1 milioni di dollari USA nel 2025 e si prevede che raggiungano 695,2 milioni di dollari USA entro il 2035, con un CAGR di circa il 37,5%. La finalizzazione degli standard PQC da parte del NIST nell'agosto 2024 e l'approvazione da parte della NSA della crittografia post-quantistica come approccio preferenziale alla sicurezza resiliente ai computer quantistici, insieme ai risultati comprovati dell'implementazione della QKD, hanno posizionato questo segmento come il verticale applicativo maggiormente orientato alla conformità normativa. Il ruolo dell'informatica quantistica fotonica in questo ambito è duplice: fungere da piattaforma per le implementazioni a breve termine delle reti QKD e costituire, nel lungo periodo, la base computazionale per riuscire eventualmente a violare gli standard di crittografia pre-quantistica.

Modellazione del rischio e analisi finanziaria

La modellazione del rischio e l'analisi finanziaria sono valutate a 18,8 milioni di dollari USA nel 2025 e si prevede che raggiungano 753,1 milioni di dollari USA entro il 2035, con un CAGR di circa il 42,7%. Gli istituti finanziari sono tra i soggetti aziendali che valutano più attivamente l'informatica quantistica fotonica, spinti dal potenziale delle simulazioni Monte Carlo accelerate dal calcolo quantistico nella determinazione del prezzo dei derivati e nella valutazione del rischio. Il rischio crittografico rappresentato dai computer quantistici su larga scala per le attuali infrastrutture a chiave RSA e a curva ellittica crea un'ulteriore urgenza per le società finanziarie che gestiscono dati sensibili con un lungo periodo di conservazione.

Altri

Le altre applicazioni, tra cui l'elaborazione adiacente al rilevamento quantistico, la chimica quantistica per applicazioni energetiche e la ricerca sui materiali avanzati, sono valutate a 12,7 milioni di dollari USA nel 2025 e si prevede che raggiungano 463,5 milioni di dollari USA entro il 2035, con un CAGR di circa il 41,4%.

Per settore dell'utilizzatore finale

Istituti di ricerca e mondo accademico

Gli istituti di ricerca e il mondo accademico costituiscono il principale segmento per utilizzatore finale nel 2025, con 54,6 milioni di dollari USA, e si prevede che raggiungano 1,04 miliardi di dollari USA entro il 2035, con il CAGR di segmento più basso, pari a circa il 32,4%. Il tasso di crescita relativamente inferiore riflette il fatto che gli istituti accademici e di ricerca sono già i principali adottanti e che la loro quota del mercato totale si ridurrà con l'accelerazione dell'adozione da parte delle imprese commerciali. Il computer quantistico fotonico di IIT Mandi nell'ambito dell'NQM indiano, il National Quantum Nanofab da 20 milioni di dollari USA della NSF e la consegna di processori quantistici da parte di QuiX Quantum a DLR QCI sono esempi rappresentativi dell'attività attuale di questo segmento.

Governo e difesa

Il governo e la difesa sono valutati a 46,8 milioni di dollari USA nel 2025 e si prevede che raggiungano 1,27 miliardi di dollari USA entro il 2035, con un CAGR di circa il 37,3%. Le agenzie della difesa sono tra i primi acquirenti significativi di sistemi quantistici fotonici, in particolare per le applicazioni di sicurezza delle comunicazioni quantistiche. ORCA Computing ha installato il primo sistema quantistico fotonico del Regno Unito presso il Ministry of Defence, mentre i programmi di investimento del Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti nelle tecnologie quantistiche, nell'ambito del quadro NQI, finanziano attività di ricerca e sviluppo nel settore quantistico fotonico presso i laboratori nazionali. La natura classificata di molte implementazioni quantistiche nel settore della difesa fa sì che i ricavi dichiarati sottostimino l'effettiva attività di approvvigionamento in questo segmento.

Servizi finanziari

I servizi finanziari sono valutati a 22,7 milioni di dollari USA nel 2025 e si prevede che raggiungano 926,9 milioni di dollari USA entro il 2035, con un tasso di crescita annuo composto (CAGR) di circa il 43,0%. La duplice esposizione degli istituti finanziari, in quanto potenziali obiettivi dei rischi di cybersicurezza quantistica e potenziali beneficiari del calcolo accelerato quantistico nella determinazione del prezzo dei derivati, nell'ottimizzazione dei portafogli e nel rilevamento delle frodi, rende questo segmento una delle opportunità a più elevata crescita nel periodo di previsione. La base clienti di TuringQ comprende Bank of China, a dimostrazione dell'adozione a breve termine del calcolo quantistico fotonico nei servizi finanziari dell'Asia-Pacifico.

Settore farmaceutico e biotecnologico

Il settore farmaceutico e biotecnologico è valutato a 19,6 milioni di dollari USA nel 2025 e si prevede che raggiunga 869,0 milioni di dollari USA entro il 2035, con un tasso di crescita annuo composto (CAGR) di circa il 44,2%. La simulazione quantistica fotonica della dinamica molecolare e del ripiegamento delle proteine rappresenta il principale caso d'uso del calcolo quantistico nel settore farmaceutico, mentre i sistemi fotonici a temperatura ambiente eliminano gli ostacoli operativi imposti dai sistemi basati su refrigeratori a diluizione. L'implementazione di ORCA presso la Montana State University include la generazione di peptidi come applicazione dimostrativa.

Fornitori di tecnologia e servizi cloud

I fornitori di tecnologia e servizi cloud sono valutati a 18,4 milioni di dollari USA nel 2025 e si prevede che raggiungano 1,07 miliardi di dollari USA entro il 2035, con il più elevato tasso di crescita annuo composto (CAGR) tra gli utenti finali, pari a circa il 48,0%. I fornitori hyperscaler cloud e di piattaforme HPC sono motivati strategicamente a integrare acceleratori quantistici fotonici nelle proprie infrastrutture, sia per soddisfare la domanda aziendale di calcolo quantistico sia per ottenere un vantaggio competitivo. L'implementazione del sistema quantistico fotonico Belenos di Quandela da parte di OVHcloud sul proprio cloud pubblico, con fatturazione al secondo e posizionamento basato sulla sovranità europea dei dati, definisce il modello commerciale per l'integrazione del calcolo quantistico fotonico da parte dei fornitori cloud. L'offerta di Scaleway di una piattaforma multi-vendor per le tecnologie quantistiche, che consente di accedere ai computer quantistici di Quandela insieme a sistemi ad atomi neutri e superconduttivi, rappresenta la fase successiva: l'aggregazione dell'hardware quantistico all'interno delle piattaforme cloud.

Energia e servizi di pubblica utilità

Il settore dell'energia e dei servizi di pubblica utilità è valutato a 8,2 milioni di dollari USA nel 2025 e si prevede che raggiunga 405,5 milioni di dollari USA entro il 2035, con un tasso di crescita annuo composto (CAGR) di circa il 45,6%. L'ottimizzazione delle reti elettriche, la modellizzazione dell'integrazione delle energie rinnovabili e la scoperta di materiali per le tecnologie delle batterie e del solare rappresentano le principali applicazioni del calcolo quantistico in questo settore. Il rapporto di TuringQ con State Grid dimostra la penetrazione commerciale iniziale del calcolo quantistico fotonico nell'ottimizzazione dei servizi di pubblica utilità.

Settore automobilistico e trasporti

Il settore automobilistico e dei trasporti è il segmento più piccolo per utenti finali, con un valore di 5,4 milioni di dollari USA nel 2025, e si prevede che raggiunga 197,0 milioni di dollari USA entro il 2035, con un tasso di crescita annuo composto (CAGR) di circa il 41,3%. L'ottimizzazione della catena di fornitura, l'instradamento dei veicoli autonomi e la simulazione dei materiali per veicoli leggeri rappresentano i principali ambiti applicativi; si prevede che l'adozione acceleri con la riduzione degli ostacoli alla valutazione resa possibile dall'accesso al calcolo quantistico fotonico tramite cloud.

Analisi regionale del mercato del calcolo quantistico fotonico

Nord America

Il Nord America è il più grande mercato regionale, con un valore di 72,6 milioni di dollari USA nel 2025 e una previsione di raggiungere 2,25 miliardi di dollari USA entro il 2035, a un CAGR di circa il 39,2%. La leadership della regione riflette la concentrazione delle principali aziende attive nel calcolo quantistico fotonico (PsiQuantum, Xanadu, Photonic Inc., Nu Quantum, Quantum Computing Inc.), il più grande programma pubblico al mondo di investimenti nel calcolo quantistico (US NQI, con 998 milioni di dollari USA richiesti per l'esercizio 2025) e l'ecosistema di implementazione commerciale più attivo.

Stati Uniti

Gli Stati Uniti rappresentano il mercato nazionale dominante all'interno del Nord America. L'US NQI coordina gli investimenti federali nel settore quantistico tra NIST, NSF, DOE e DoD; il CHIPS and Science Act 2022 autorizza il National Quantum Nanofab e prevede un finanziamento NSF di 20 milioni di dollari USA per la co-progettazione di dispositivi quantistici atomici e fotonici. La struttura di PsiQuantum in Illinois, situata presso l'Illinois Quantum and Microelectronics Park nell'area di Chicago, con 500 milioni di dollari USA di incentivi fiscali statali e 200 milioni di dollari USA di finanziamenti per infrastrutture criogeniche, rappresenta il più grande singolo investimento di capitale nel calcolo quantistico fotonico del Paese. I mandati PQC del NIST emanati dal governo federale statunitense stanno stimolando la domanda delle imprese tra i contractor governativi, i principali contractor della difesa, gli istituti finanziari e gli operatori di infrastrutture critiche, creando un canale di domanda commerciale in rapido sviluppo per i prodotti di rete con sicurezza quantistica. Il Quantum Photonic Integrated Design Center del DoE, finanziato nell'ambito del programma Energy Frontier Research Centers, sostiene la ricerca dei laboratori nazionali sulle tecnologie dei circuiti integrati fotonici per il calcolo quantistico.

Europa

L'Europa è il secondo mercato regionale per dimensioni, con un valore di 46,6 milioni di dollari USA nel 2025 e una previsione di raggiungere 1,24 miliardi di dollari USA entro il 2035, a un CAGR di circa il 37,1%. L'attività europea nel calcolo quantistico fotonico è concentrata nel Regno Unito, in Germania, Francia e Paesi Bassi, mentre Spagna e Italia stanno emergendo come centri di sviluppo secondari.

Regno Unito

Il Regno Unito è stato il governo europeo più attivo nell'implementazione diretta del calcolo quantistico fotonico.Il National Quantum Computing Centre del Regno Unito, presso Harwell, ospita il banco di prova per il machine learning quantistico fotonico di ORCA Computing, dotato di più sorgenti di fotoni integrate in un unico sistema, integrazione con GPU NVIDIA e partner tra cui Sparrow Quantum, Bay Photonics e Imperial College. ^{[5]ORCA Computing, Photonic Quantum Computing for Scalable Quantum Applications. orcacomputing.com} La National Quantum Strategy del Regno Unito, del valore di 2,5 miliardi di sterline, e l'assegnazione da parte dell'NQCC di contratti a Nu Quantum per infrastrutture di rete quantistica rappresentano una strategia coordinata di approvvigionamento nazionale. La selezione di ORCA Computing per guidare un progetto finanziato con una sovvenzione governativa britannica di 11,6 milioni di sterline, finalizzato alla costruzione del centro dati quantistico del futuro, e l'installazione del primo computer quantistico fotonico del Ministero della Difesa del Regno Unito sottolineano il tempestivo orientamento delle forze armate verso l'adozione di questa tecnologia.

Asia-Pacifico

L'Asia-Pacifico è la regione in più rapida crescita, con un valore di 42,1 milioni di dollari USA nel 2025; si prevede che raggiunga 1,76 miliardi di dollari USA entro il 2035, con un tasso di crescita annuo composto (CAGR) di circa il 43,4%. La crescita della regione è sostenuta dallo sviluppo della catena di fornitura nazionale cinese per il settore quantistico fotonico, dagli ingenti investimenti del Giappone nel comparto quantistico, dal NQM dell'India e dall'impegno infrastrutturale di rilevanza storica assunto dall'Australia nei confronti di PsiQuantum.

Cina

La Cina è il principale mercato dell'Asia-Pacifico e un leader globale nella generazione di proprietà intellettuale nel settore delle tecnologie quantistiche: nel 2024, circa il 60% dei brevetti globali relativi al quantum computing è stato depositato da soggetti cinesi. TuringQ, con sede a Shanghai e fondata nel 2021, ha realizzato il primo computer quantistico fotonico full-stack della Cina, acquisendo clienti tra cui Bank of China, State Grid e China Mobile e partecipando alla definizione degli standard nazionali per la tecnologia quantistica fotonica. ^{[6]China Tech Pulse, China quantum technology developments. chinatechpulse.com} I finanziamenti cumulativi di TuringQ superano 1 miliardo di RMB, equivalenti a circa 1,4 miliardi di dollari USA, e il suo sistema Gen2 include un chip fotonico programmabile su larga scala con il framework di programmazione IA DeepQuantum, la piattaforma quantistica fotonica indigena cinese più avanzata sotto il profilo commerciale. La piattaforma cloud Tianyan di China Telecom ospita ora il sistema quantistico fotonico di TuringQ insieme a sistemi superconduttori, diventando la prima piattaforma cloud al mondo a offrire servizi di vantaggio quantistico basati su entrambe le modalità hardware. Il sostegno statale cinese alle capacità quantistiche fotoniche nazionali riflette preoccupazioni strategiche relative alla sovranità tecnologica in un ambito che interseca la sicurezza nazionale, le catene di fornitura dei semiconduttori e la competitività nel campo dell'intelligenza artificiale.

America Latina

Nel 2025, l'America Latina ha un valore di 7,0 milioni di dollari USA e si prevede che raggiunga 231,7 milioni di dollari USA entro il 2035, con un CAGR di circa il 40,0%. Attualmente, il mercato della regione è sostenuto principalmente dagli istituti accademici che accedono a risorse di quantum computing fotonico basate sul cloud, soprattutto tramite fornitori operanti dal Nord America e dall'Europa. Il Brasile mantiene l'ecosistema di ricerca quantistica più attivo della regione; il suo Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) finanzia la ricerca sull'informazione quantistica e sulla fotonica. La vicinanza del Messico ai centri di ricerca statunitensi sostiene programmi di accesso collaborativo. L'Instituto Balseiro dell'Argentina vanta storicamente solide capacità di ricerca nel campo della fisica quantistica. La crescita del quantum computing fotonico nella regione sarà sostenuta dall'adozione basata innanzitutto sul cloud, poiché l'accesso al cloud elimina la barriera del capitale che rende l'hardware on-premise inaccessibile alla maggior parte degli istituti latinoamericani, nonché dalla partecipazione della regione a consorzi internazionali di ricerca quantistica. Nel breve termine, l'attività di mercato si concentrerà sull'elaborazione informatica per la ricerca accademica, mentre l'interesse dei servizi finanziari e dei governi emergerà entro il 2027–2028, con l'accelerazione della diffusione globale della QKD.

Quota di mercato e panorama competitivo del calcolo quantistico fotonico

Nel 2025 il mercato del calcolo quantistico fotonico presenta una concentrazione moderata ai vertici, con cinque aziende che detengono complessivamente il 60,8% del mercato globale in termini di ricavi. PsiQuantum è leader con una quota del 18,2%, grazie alla sua posizione unica di sola azienda di calcolo quantistico fotonico con un accordo di produzione documentato con una fonderia commerciale di semiconduttori ad alto volume (GlobalFoundries) e con oltre 1,3 miliardi di dollari USA di finanziamenti cumulativi, inclusi 620 milioni di dollari USA di capitale pubblico australiano e 500 milioni di dollari USA di incentivi fiscali statali statunitensi. Xanadu detiene una quota del 14,1%, sostenuta dalla svolta Aurora, che ha dimostrato il primo computer quantistico fotonico scalabile, interconnesso e modulare al mondo (Nature, gennaio 2025), dal suo ecosistema software PennyLane, ampiamente adottato dagli sviluppatori su diverse piattaforme hardware quantistiche, e da oltre 250 milioni di dollari USA di finanziamenti privati e pubblici cumulativi. ^{[7]Quantum Computing and Quantum Technology Industry Developments. newswire.ca} ORCA Computing detiene una quota del 12,0% grazie alla trazione commerciale operativa, a sette implementazioni PT-1 presso istituti di ricerca, centri della difesa e centri HPC, nonché a un'architettura differenziata montata su rack e funzionante a temperatura ambiente, che compete direttamente con l'hardware GPU in contesti di carichi di lavoro di IA e ML. La quota del 10,3% di Quandela riflette la sua leadership nel calcolo quantistico accessibile tramite cloud basato su singoli fotoni, con il primo computer quantistico europeo su cloud lanciato nel 2022, una disponibilità della piattaforma cloud superiore al 92% nei periodi di monitoraggio operativo e il sistema Belenos 12-qubit distribuito tramite il cloud commerciale di OVHcloud. La quota del 6

Quota del 2% del mercato quantistico fotonico domestico emergente cinese, con finanziamenti cumulativi superiori a 1 miliardo di RMB, ordini nel 2025 superiori a 100 milioni di RMB, una crescita annua dei ricavi superiore al 200% e clienti tra cui banche statali e imprese statali cinesi. Il restante 39,2% del mercato è distribuito tra QuiX Quantum, Photonic Inc., Nu Quantum, Quantum Source, Quantum Computing Inc., QC82 e una serie di spin-off accademici e integratori di sistemi.

Il benchmarking competitivo dei principali operatori rivela tre posizionamenti strategici distinti. Il segmento infrastrutturale, rappresentato da PsiQuantum e Xanadu, compete per la leadership nel calcolo quantistico fault-tolerant, misurata in milioni di qubit, con orizzonti di investimento decennali e partner governativi che assorbono le perdite operative nel breve termine in cambio di capacità di calcolo strategica. Il vantaggio competitivo di questi operatori risiede nella profondità tecnologica (la piattaforma di fotonica al silicio producibile di PsiQuantum e l'architettura di rete modulare di Xanadu) e nelle barriere di capitale create dagli investimenti governativi nelle strutture. Il segmento dell'implementazione commerciale, rappresentato da ORCA Computing e Quandela, compete per generare ricavi commerciali nel breve termine fornendo sistemi quantistici già operativi per applicazioni di machine learning, intelligenza artificiale generativa e sperimentazione quantistica accessibile tramite cloud, entro i vincoli delle infrastrutture IT convenzionali. Il loro vantaggio competitivo è costituito dall'esperienza operativa (le sette implementazioni PT-1 di ORCA e la disponibilità cloud del 92% di Quandela) e dalle partnership con operatori dell'ecosistema tecnologico (NVIDIA CUDA-Q per ORCA e OVHcloud per Quandela). Il segmento dei campioni nazionali, rappresentato da TuringQ in Cina, QuiX Quantum in Europa e Photonic Inc. in Canada, compete facendo leva sul vantaggio strutturale del sostegno governativo, sulla priorità attribuita ai mercati nazionali e sull'allineamento con gli obiettivi nazionali di sovranità tecnologica.

Il posizionamento competitivo nel mercato riflette la tensione tra la profondità delle prestazioni hardware e l'ampiezza dell'implementazione commerciale. La fedeltà SPAM di PsiQuantum, pari al 99,98% +/- 0,01%, e la fedeltà di fusione, pari al 99,22% +/- 0,12%, rappresentano la frontiera delle metriche di prestazione dei qubit fotonici, ma si traducono in ricavi commerciali pari a zero nel 2025, mentre le strutture di Brisbane e Chicago sono in costruzione. La serie PT di ORCA Computing genera oggi ricavi commerciali misurabili grazie alle implementazioni presso istituti di ricerca e strutture della difesa, ma con conteggi di qubit (PT-2: 16 fotoni in 32 qumode) non competitivi rispetto ai computer classici nei carichi di lavoro generici; l'obiettivo è costituito esclusivamente da specifiche subroutine di machine learning e ottimizzazione, nelle quali l'elaborazione ibrida quantistica-classica offre un vantaggio. QuiX Quantum, che punta a realizzare un computer quantistico universale di prima generazione nel 2026 e un sistema di seconda generazione con correzione degli errori nel 2027, occupa una posizione intermedia: i suoi processori sono disponibili commercialmente, offrono prestazioni misurabili (64-qubit processore fotonico programmabile consegnato al DLR QCI nel 2022) e seguono una roadmap definita verso il calcolo universale fault-tolerant, pur rimanendo dipendenti dalla prosecuzione dei finanziamenti dell'UE e nazionali per il capitale destinato allo sviluppo.

Sviluppi recenti del settore

Fusioni e acquisizioni

Gennaio 2024 - ORCA Computing acquisisce la divisione di fotonica integrata di GXC: ORCA Computing ha acquisito gli asset e la proprietà intellettuale di GXC relativi alla fotonica, con sede in Texas, integrando nel proprio team di sviluppo oltre un secolo di esperienza complessiva nel settore dei materiali fotonici. L'acquisizione era specificamente finalizzata a introdurre nuovi materiali fotonici ibridi per migliorare le prestazioni dei sistemi della serie PT di ORCA, evitando anni di attività fondamentali di ricerca e sviluppo nella fotonica integrata su piattaforme di materiali emergenti.

Partnership e collaborazioni

Febbraio 2024 - ORCA Computing selezionata per costruire il banco di prova quantistico fotonico del NQCC britannico: ORCA Computing è stata selezionata dal National Quantum Computing Centre del Regno Unito per costruire un banco di prova di calcolo quantistico per il machine learning presso il campus di Harwell del NQCC. Il banco di prova, il primo al mondo a integrare più sorgenti di fotoni in un unico sistema, è stato sviluppato con i partner Sparrow Quantum, Bay Photonics, RedWave Labs, NVIDIA, AMAX e Imperial College, con consegna prevista entro marzo 2025.

Giugno 2024 - ORCA Computing implementa due sistemi PT-1 presso la struttura QCORE della Montana State University: ORCA ha implementato due sistemi quantistici fotonici della serie PT presso la struttura Applied Quantum CORE della MSU, nell'ambito di un programma da 26,7 milioni di dollari USA sostenuto dall'US Air Force per portare le tecnologie quantistiche dal concept al mercato. I sistemi sono stati messi in funzione entro due giorni, dimostrando la prontezza operativa del calcolo quantistico fotonico a temperatura ambiente montato su rack per gli istituti di ricerca.

2025 - Partnership tra ORCA Computing e ParTec AG per l'integrazione nelle fabbriche di intelligenza artificiale: ORCA Computing ha annunciato una partnership con ParTec AG per integrare acceleratori quantistici della serie PT nelle fabbriche AI-as-a-Service in Italia e Germania, segnando la prima implementazione commerciale di acceleratori quantistici fotonici nell'infrastruttura europea di intelligenza artificiale.

Progressi tecnologici

Gennaio 2025 - Xanadu presenta Aurora, il primo computer quantistico fotonico modulare e interconnesso scalabile al mondo: Xanadu ha pubblicato su Nature la dimostrazione di Aurora, un sistema 12-qubit composto da quattro rack server modulari, 35 chip fotonici e 13 km di fibra ottica, operativo interamente a temperatura ambiente. Aurora ha dimostrato la sintesi di uno stato cluster entangled tra chip separati con 86,4 miliardi di modi e ha implementato un codice di ripetizione foliato distance-2 con decodifica in tempo reale, stabilendo la scalabilità modulare a temperatura ambiente come commercialmente sostenibile.

Febbraio 2025 - PsiQuantum pubblica su Nature una piattaforma producibile per il calcolo quantistico fotonico: la pubblicazione di PsiQuantum su Nature ha documentato la prima piattaforma di calcolo quantistico in silicio-fotonica integrata monoliticamente, fabbricata in una fonderia commerciale di semiconduttori da 300 mm, con una fedeltà SPAM del 99,98% +/- 0,01%, una visibilità HOM del 99,50% +/- 0,25%, una fedeltà di fusione a due qubit del 99,22% +/- 0,12% e una fedeltà dell'interconnessione tra chip del 99,72% +/- 0,04% su 42 m di fibra standard per telecomunicazioni.

Strategie di espansione e investimento

Aprile 2024 - I governi australiano e del Queensland investono 620 milioni di dollari USA nella struttura di PsiQuantum a Brisbane: il governo federale australiano e il governo del Queensland hanno annunciato un pacchetto finanziario di 940 milioni di AUD (620 milioni di dollari USA) per consentire a PsiQuantum di costruire il primo computer quantistico al mondo a tolleranza d'errore su scala industriale vicino all'aeroporto di Brisbane, con operatività prevista entro la fine del 2027 e nell'ordine di un milione di qubit fisici.

Luglio 2024 - PsiQuantum annuncia un finanziamento di serie E da 1 miliardo di dollari USA e una partnership per una struttura in Illinois: PsiQuantum ha annunciato un finanziamento di serie E da 1 miliardo di dollari USA e una partnership articolata con lo Stato dell'Illinois e la città di Chicago, nell'ambito della quale PsiQuantum avrebbe svolto il ruolo di azienda principale dell'Illinois Quantum and Microelectronics Park, ricevendo 500 milioni di dollari USA di incentivi fiscali nell'arco di 30 anni e l'accesso a un impianto criogenico condiviso finanziato con 200 milioni di dollari USA dallo Stato dell'Illinois.

Gennaio 2026 - TuringQ completa il round di serie B con finanziamenti complessivi superiori a 1 miliardo di RMB: TuringQ ha completato un nuovo round di finanziamento di serie B con investitori tra cui Sichuan Industrial Revitalization Fund, SZIH, Fosun e SenseTime, portando i finanziamenti cumulativi a oltre 1 miliardo di RMB (equivalente a circa 1,4 miliardi di dollari USA) e la valutazione a quasi 7 miliardi di RMB (equivalenti a circa 970 milioni di dollari USA). TuringQ ha riferito che gli ordini del 2025 hanno superato i 100 milioni di RMB, con una crescita annua dei ricavi superiore al 200%, e ha annunciato piani per l'implementazione su scala nazionale di centri di calcolo integrato quantistico-supercomputazionale.