Die Quantensensorik stellt einen innovativen Ansatz in der Messtechnik dar, der es ermöglicht, grundlegende physikalische Größen wie Zeit, Bewegung, Gravitation, elektrische und magnetische Felder, Strom sowie Licht auf atomarer und subatomarer Ebene präzise zu erfassen. Der Bericht „Quantum Sensors Market 2025-2045: Technology, Trends, Players, Forecasts“ von IDTechEx liefert eine umfassende Analyse dieser Technologie, prognostiziert einen Marktwert von 2,2 Mrd. US-Dollar im Jahr 2045 und rechnet dabei mit einer jährlichen Wachstumsrate von 11,4 %.

Die quantenphysikalische Qualität

Quantensensoren verdanken ihren Namen der Fähigkeit, Messungen im Bereich der Quantenphysik durchzuführen. Im Gegensatz zu klassischen Sensoren, die oft auf makroskopischen Phänomenen basieren, erfassen Quantensensoren atomare und subatomare Prozesse. Diese Eigenschaft führt zu einer außergewöhnlich hohen Empfindlichkeit, die um mehrere Größenordnungen über der herkömmlicher Sensoren liegt. Diese gesteigerte Leistungsfähigkeit spiegelt sich auch im Marktwert wider, da hier Qualität und Präzision über Quantität gestellt werden.

Drei wesentliche Elemente des Quantensensormarktes

IDTechEx gliedert den Markt für Quantensensoren in drei grundlegende Kategorien:
Physikalische Größen:
Die Messung spezifischer physikalischer Größen ist für Technologieentwickler von zentraler Bedeutung, da sie direkte Rückschlüsse auf die Leistungsfähigkeit und das Investitionspotenzial der jeweiligen Sensoren zulässt. Die physikalische Größe dient daher als ein zentrales Kriterium bei der Bewertung und Klassifizierung der Technologien.
Systeme und Materialien:
Quantensensoren basieren auf komplexen Systemen, bei denen die verwendeten Materialien und Komponenten entscheidend sind. Die Fertigungsprozesse und technologischen Herausforderungen werden dabei häufig im Vergleich zu bestehenden Lösungen analysiert, um Wettbewerbsvorteile und Verbesserungspotenziale zu identifizieren.
Industrielle Anwendungen:
Die verschiedenen Anwendungsfelder reichen von der Unterhaltungselektronik über den Automobilsektor bis hin zu spezialisierten Bereichen wie der biomedizinischen Bildgebung und der Quanteninformatik. Die spezifischen Anforderungen und Markttrends in diesen Industrien beeinflussen maßgeblich die Entwicklung und Verbreitung der Quantensensoren.

Vielfältige Technologien und Einsatzmöglichkeiten

Der Bericht von IDTechEx deckt eine breite Palette an Quantensensoren ab. Beispiele für Zeitmesssysteme sind:
Tischbasierte alkalische Atomuhren
Rack-montierbare optische Atomuhren
Chip-scale alkalische Atomuhren
Im Bereich der Magnetfeldmessung werden etablierte Technologien wie SQUIDs (supraleitende Quanteninterferenzgeräte), optisch gepumpte Magnetometer (OPMs) und NV-Diamant-Magnetometer (NVMs) betrachtet. Darüber hinaus werden auch Quantengravimeter, inertiale Quantensensoren, RF-Quantensensoren und Einzelphotonendetektoren thematisiert, was die breite Anwendbarkeit dieser Sensoren unterstreicht.

Marktprognosen und zukünftige Entwicklungen

Ein zentrales Anwendungsfeld stellen Tunneling-Magnetoresistenz (TMR) Sensoren dar. Prognosen zufolge sollen bis zum Jahr 2045 etwa 33 Milliarden TMR-Magnetfeldsensoren eingesetzt werden – dies macht sie zum dominierenden Segment im Quantensensormarkt. Dank ihrer kosteneffizienten, chipbasierten Bauweise finden TMR-Sensoren bereits heute breite Anwendung in hochvolumigen Märkten wie der Unterhaltungselektronik und der Automobilindustrie.
Neben TMR-Sensoren wird auch der Einsatz weiterer Quantensensoren stark zunehmen. So wird erwartet, dass zusätzlich rund 8,3 Millionen Quantensensoren (exklusive TMR) in Betrieb genommen werden. Hierbei übernehmen Atomuhren, die vor allem in autonomen Fahrzeugen eine wesentliche Rolle spielen, den größten Marktanteil. Dicht gefolgt werden Einzelphotonendetektoren, die in der Quanteninformatik Anwendung finden, sowie magnetische Feldsensoren, die sowohl in der biomedizinischen Bildgebung als auch in der Quanteninformatik zum Einsatz kommen.

Zusammenfassung

Die Fortschritte in der Quantensensorik eröffnen neue Perspektiven für die präzise Messung fundamentaler physikalischer Größen. IDTechEx liefert mit seinem Bericht einen tiefgehenden Einblick in die technologischen Entwicklungen, Marktsegmente und zukünftigen Trends. Die Kombination aus hoher Empfindlichkeit, vielseitigen Anwendungsmöglichkeiten und kontinuierlichen technologischen Verbesserungen positioniert Quantensensoren als Schlüsselfaktor in einer Vielzahl von Industriebereichen. Weitere Details und vertiefende Informationen stehen auf der Website von IDTechEx zur Verfügung.