Bối cảnh công nghệ sâu đang chứng kiến một bước chuyển mình mang tính bước ngoặt khi vật liệu lượng tử chuyển từ những đối tượng tò mò trong phòng thí nghiệm thành nền tảng của cơ sở hạ tầng công nghiệp tương lai. Theo báo cáo mới nhất từ DataM Intelligence, quy mô thị trường vật liệu lượng tử toàn cầu được dự báo sẽ tăng vọt từ 10,42 tỷ đô la vào năm 2024 lên mức đáng kinh ngạc 96,9 tỷ đô la vào năm 2032. Điều này tương ứng với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm hơn 32 phần trăm, đưa lĩnh vực này trở thành một trong những ngành tăng trưởng nhanh nhất trong các ngành công nghiệp bán dẫn và vật liệu tiên tiến.
Động lực chính thúc đẩy mức tăng trưởng gần gấp mười lần này là việc thương mại hóa nhanh chóng phần cứng máy tính lượng tử, điện tử công suất thế hệ mới và sự xuất hiện của điện tử tôpô. Vật liệu lượng tử, bao gồm chất cách điện tôpô, graphene và các vật liệu hai chiều, cùng chấm lượng tử, là yếu tố thiết yếu để vượt qua các giới hạn vật lý của chip truyền thống dựa trên silicon. Chẳng hạn, các chất bán dẫn làm từ những vật liệu như gallium nitride và silicon carbide đã và đang tái định nghĩa hiệu suất trong các hệ thống điện, trong khi chất cách điện tôpô mở ra hướng đi cho truyền dẫn điện tử không tiêu tán.
Xét theo khu vực, Hoa Kỳ hiện đang dẫn đầu thị trường với khoảng 41 phần trăm doanh thu toàn cầu, được thúc đẩy bởi nguồn tài trợ nghiên cứu và phát triển liên bang đáng kể. Tuy nhiên, khu vực châu Á - Thái Bình Dương, dẫn đầu bởi Trung Quốc và Nhật Bản, đang nhanh chóng bắt kịp nhờ các khoản đầu tư lớn vào nền tảng truyền thông lượng tử và các nền tảng quang tử. Các doanh nghiệp hàng đầu như IBM, Intel, Samsung Electronics và Huawei đang tích cực bảo vệ bằng sáng chế để dẫn dắt cuộc cách mạng lượng tử lần thứ hai này.
Quá trình chuyển dịch sang các vật liệu này không phải không có thách thức. Chi phí sản xuất cao và sự phức tạp trong việc tổng hợp các vật liệu độ tinh khiết cao như aluminum gallium arsenide vẫn là những rào cản đáng kể. Dẫu vậy, khi các doanh nghiệp chuyển cách nhìn từ những canh cược mười năm sang lộ trình thương mại hóa trong năm năm, nhu cầu đối với vật liệu cấp lượng tử đang chạm đến một điểm tới hạn quan trọng.
