Fotonica: una delle sei tecnologie chiave abilitanti

Fotonica: la scienza della luce che sta ridisegnando il futuro

Lo spunto per questo approfondimento nasce da un convegno internazionale dedicato all’ottica e alla fotonica, ICOP 2022, tenutosi recentemente a Trento, occasione in cui ricercatori da tutto il mondo si sono confrontati su tecnologie, innovazione industriale e impatto sociale di questa disciplina. Ma al di là dell’evento in sé, ciò che merita attenzione è il tema stesso: la fotonica è oggi una delle scienze destinate a influenzare più profondamente la vita quotidiana, l’industria e la ricerca dei prossimi decenni.

Chiamata anche “scienza della luce”, la fotonica studia la generazione, la manipolazione e l’utilizzo dei fotoni – le particelle che compongono la luce – per le applicazioni più diverse. Non si tratta di un campo di nicchia: è una tecnologia trasversale, capace di attraversare settori molto distanti tra loro e di abilitare innovazioni che altrimenti non sarebbero possibili.

Le sue applicazioni spaziano dall’industria manifatturiera, dove trova impiego nel taglio laser, nella marcatura di precisione e nella fusione controllata dei materiali, all’ICT, dove permette la trasmissione e l’elaborazione dell’informazione alla velocità della luce. Nel settore biomedicale è alla base di strumenti diagnostici e terapie sempre più avanzate; in campo energetico sostiene lo sviluppo del fotovoltaico; e infine gioca un ruolo crescente anche nella sicurezza, dai sistemi di sorveglianza alle comunicazioni protette.

Un mercato in crescita costante

I numeri raccontano bene la rilevanza economica della fotonica. Il mercato globale cresce a un ritmo di circa il 7% l’anno, e in Europa il settore genera un giro d’affari che supera i 100 miliardi di euro, secondo solo a quello cinese. Si tratta di uno dei comparti tecnologici che attrae maggiori investimenti a livello mondiale, segno che pubblico e privato ne riconoscono il potenziale strategico.

Non è un caso che la Commissione Europea abbia inserito la fotonica tra le sei tecnologie chiave abilitanti (le cosiddette Key Enabling Technologies), ossia quelle tecnologie considerate fondamentali per l’innovazione industriale, il benessere e la sicurezza dei cittadini, e per uno sviluppo sostenibile del sistema produttivo europeo.

Perché è una tecnologia “abilitante”

Definire la fotonica come tecnologia abilitante significa riconoscerle un ruolo particolare: non è un settore che compete isolato, ma una piattaforma su cui si costruiscono innovazioni in altri ambiti. Pensiamo alle comunicazioni veloci e sicure, che dipendono sempre più da soluzioni ottiche; ai trasporti intelligenti, dove sensori fotonici migliorano sicurezza ed efficienza; alla salute, con tecniche di imaging e diagnostica sempre più precise e meno invasive; all’agroalimentare e al monitoraggio ambientale, dove i sensori ottici permettono controlli rapidi e non distruttivi.

C’è poi un fronte particolarmente promettente: quello del calcolo avanzato e dei computer quantistici. La fotonica, insieme ad altre tecnologie quantistiche, sta contribuendo a ridefinire i limiti della capacità di elaborazione dei dispositivi, aprendo scenari che fino a pochi anni fa sembravano relegati alla ricerca puramente teorica.

Dalla ricerca al mercato: il valore del trasferimento tecnologico

Uno degli aspetti più importanti per il futuro della fotonica riguarda la capacità di trasformare i risultati della ricerca scientifica in applicazioni concrete per il sistema produttivo. Questo processo, noto come trasferimento tecnologico, è ciò che permette a una scoperta di laboratorio di diventare un prodotto, un servizio o un’impresa. In questo senso, la nascita di startup innovative nel campo della fotonica rappresenta un indicatore importante di salute del settore: dimostra che la ricerca di base non resta confinata alle università e ai centri di ricerca, ma genera ricadute economiche e occupazionali reali. I programmi di stimolo all’imprenditorialità rivolti a ricercatori e ricercatrici, insieme al supporto nella fase di avvio d’impresa, sono strumenti fondamentali per accelerare questo passaggio dalla scoperta scientifica al mercato.

Un settore che l’Italia presidia con autorevolezza

Sul piano internazionale, la ricerca italiana in fotonica gode di un posizionamento di grande rilievo, e anche le industrie del settore si collocano stabilmente tra le prime in Europa, al quarto posto dopo Germania, Regno Unito e Francia. Un dato che conferma come il paese disponga di competenze scientifiche e industriali capaci di competere ai massimi livelli in un ambito tecnologico strategico.

Questo posizionamento non nasce per caso, ma è il frutto di ecosistemi di ricerca strutturati, in cui centri universitari, fondazioni e istituti di ricerca collaborano su filiere che vanno dalla ricerca di base fino alla prototipazione e alla produzione in piccola scala: un modello che integra scienza, tecnologia e impresa in un unico percorso.

Uno sguardo al futuro: fotonica e rivoluzione quantistica

Guardando avanti, uno degli sviluppi più interessanti riguarda l’intreccio tra fotonica e tecnologie quantistiche. Laboratori congiunti che uniscono università, centri di ricerca e istituti nazionali di fisica lavorano oggi alla creazione di comunità scientifiche capaci di giocare un ruolo da protagoniste nella cosiddetta “seconda rivoluzione quantistica” – un cambio di paradigma che promette di rivoluzionare crittografia, sensoristica e capacità di calcolo. Iniziative di questo tipo, capaci in pochi anni di coinvolgere decine di ricercatori, attrarre milioni di euro attraverso progetti competitivi internazionali e produrre brevetti e pubblicazioni scientifiche, dimostrano quanto la fotonica sia ormai un campo maturo, ma al tempo stesso in continua espansione.

La fotonica non è soltanto una branca della fisica applicata: è un’infrastruttura tecnologica silenziosa ma pervasiva, che già oggi sostiene comunicazioni, industria, medicina ed energia, e che nei prossimi anni sarà sempre più centrale anche nel calcolo quantistico e nella sicurezza digitale. Investire in questo settore, in termini di ricerca, formazione e trasferimento tecnologico, significa investire in una delle leve tecnologiche più rilevanti per la competitività e il benessere del futuro.