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Naviguer dans le saut quantique : breveter l’avenir des logiciels quantiques
décembre 2023
Pendant de nombreuses années, le brevetage réussi d’inventions liées aux logiciels avait la réputation – injustifiée selon notre expérience – d’être difficile et déroutant. Bien que la plupart des systèmes juridiques aient maintenant développé une approche cohérente pour l’évaluation des inventions mises en œuvre par ordinateur, cette pratique juridique a été entièrement développée sur la base de l’informatique classique.
L’informatique quantique émerge maintenant comme un domaine en développement rapide et est largement considérée comme ayant un énorme potentiel pour apporter un changement radical dans la complexité des problèmes informatiques qui peuvent être résolus dans un délai utile. Dans cet article, nous examinons dans quelle mesure les logiciels pour l’informatique quantique sont éligibles à la protection par brevet, en nous concentrant particulièrement sur la pratique devant les offices européen et britannique des brevets.
Logiciels quantiques
Bien que les applications pratiques des ordinateurs quantiques d’aujourd’hui demeurent à leurs débuts, un rapport compilé par l’Office européen des brevets (OEB) a montré un récent essor des dépôts de brevets en informatique quantique. Par exemple, le nombre de familles de brevets liées à l’informatique quantique publiées par an a plus que doublé entre 2017 et 2021. Une grande partie de cette innovation réside dans le matériel pour réaliser et manipuler les qubits afin d’effectuer des calculs quantiques. Cependant, il y a aussi beaucoup d’innovation dirigée vers le développement de logiciels pour l’informatique quantique (logiciels quantiques).
Par exemple, des méthodes innovantes d’exécution sur du matériel informatique quantique (par exemple, des algorithmes quantiques) sont développées afin de résoudre des problèmes du monde réel qui restent hors de portée même des ordinateurs classiques les plus puissants. Les méthodes de logiciels quantiques peuvent également englober certaines étapes effectuées sur un ordinateur classique. Par exemple, les inventions liées aux logiciels quantiques peuvent résider dans des méthodes de contrôle du matériel informatique quantique, des méthodes de traduction d’instructions de haut niveau en opérations pour exécution sur du matériel quantique (semblable à un compilateur) et des méthodes de correction d’erreurs quantiques.
L’approche classique
Tant la Convention européenne sur les brevets (CBE) que la loi britannique sur les brevets incluent une exclusion statutaire à la brevetabilité d’un programme pour ordinateur (en tant que tel). En pratique, cependant, la protection par brevet est disponible pour les inventions mises en œuvre par ordinateur qui produisent un « effet technique supplémentaire », qui va au-delà des interactions physiques « normales » entre le programme (logiciel) et l’ordinateur (matériel) sur lequel il est exécuté. Sous l’approche d’examen adoptée à l’OEB, il y a deux principaux courants d’« effets techniques supplémentaires » : i) ceux qui produisent un effet technique à l’extérieur de l’ordinateur ; et ii) ceux qui sont conçus sur la base de considérations techniques spécifiques du fonctionnement interne de l’ordinateur.
Sous la jurisprudence des tribunaux britanniques, une série d’indicateurs (appelés les indicateurs AT&T) ont été développés, qui fournissent des pointeurs vers de possibles effets techniques supplémentaires. En particulier, les indicateurs AT&T définissent des effets qui : i) produisent un effet technique sur un processus mené à l’extérieur de l’ordinateur ; ii) opèrent au niveau de l’architecture de l’ordinateur ; iii) résultent en ce que l’ordinateur soit fait pour opérer d’une nouvelle manière ; et iv) rendent l’ordinateur un meilleur ordinateur dans le sens de fonctionner plus efficacement et effectivement comme ordinateur, comme pointant vers un effet technique supplémentaire.
L’approche classique s’applique-t-elle aux logiciels quantiques ?
Les ordinateurs quantiques fonctionnent selon des principes fondamentalement différents des ordinateurs classiques. Là où les ordinateurs classiques utilisent des bits, qui ne peuvent exister que dans l’un de deux états à un moment donné, les ordinateurs quantiques utilisent des qubits qui peuvent exister dans une superposition des deux de ses états simultanément. De plus, les qubits peuvent être intriqués les uns avec les autres de sorte que leurs états quantiques deviennent corrélés. Par conséquent, les opérations de porte utilisées en informatique quantique, la façon dont les algorithmes quantiques sont optimisés et la nature des résultats retournés par les opérations quantiques sont tous fondamentalement différents de leurs homologues classiques.
Étant donné les différences fondamentales entre les ordinateurs classiques et quantiques, il est raisonnable de se demander si l’approche classique devrait également s’appliquer aux logiciels quantiques ?
Bien qu’un nombre important et toujours croissant de demandes de brevet aient été déposées qui sont dirigées vers l’informatique quantique, il est encore trop tôt pour qu’une jurisprudence spécifique au quantique ait été développée. Il y a, cependant, quelques preuves précoces émergeant des offices britannique et européen des brevets suggérant que l’approche classique sera également appliquée aux inventions dirigées vers les logiciels quantiques.
Par exemple, deux décisions d’audience de l’office britannique des brevets (O/130/22 et O/935/22) ont été émises qui concernent l’évaluation de savoir si des méthodes mises en œuvre utilisant un ordinateur quantique se rapportent à une matière qui est exclue de la brevetabilité. Dans la décision O/130/22, l’officier d’audience a explicitement abordé la pertinence de l’approche classique et a conclu que les indicateurs AT&T sont « valides pour les ordinateurs quantiques comme pour les ordinateurs classiques et fournissent encore des indicateurs utiles quant à savoir si l’invention revendiquée apporte une contribution technique ». Les indicateurs AT&T ont également été adoptés dans la décision O/935/22.
De plus, une récente série d’ateliers « Examination Matters » menés par l’OEB incluait une session dirigée vers l’informatique quantique dans laquelle les examinateurs de l’OEB ont confirmé qu’il est de pratique interne à l’OEB d’établir une analogie directe entre l’informatique classique et quantique. En particulier, il a été suggéré que la jurisprudence existante et les directives d’examen peuvent être interprétées aux fins des inventions d’informatique quantique en considérant un ordinateur quantique comme une forme d’ordinateur et un circuit quantique comme une forme de programme pour ordinateur.
Que signifie cela pour la brevetabilité des logiciels quantiques ?
Similairement à l’approche classique, on peut s’attendre à ce que les logiciels quantiques se qualifient pour la protection par brevet soit en vertu de : i) ce que fait le logiciel en termes de résolution d’un problème technique à l’extérieur de l’ordinateur ; ou ii) comment le logiciel opère en termes de son interaction avec le matériel.
- i) Que fait le logiciel quantique ?
Les applications utiles actuelles des algorithmes quantiques sont souvent dirigées vers la résolution de problèmes mathématiques ou vers la simulation de systèmes complexes (par exemple, dériver les propriétés fondamentales des systèmes mécaniques quantiques). Bien que les sorties des algorithmes quantiques puissent être utiles pour résoudre des problèmes techniques (par exemple, utiliser les sorties de simulations de réactions chimiques pour la conception de nouveaux médicaments), elles sont souvent conçues et décrites à un niveau de généralité qui ne les lie pas spécifiquement à la solution de ces problèmes.
Par exemple, la demande de brevet sous considération dans la décision d’audience britannique O/130/22 était dirigée vers un algorithme (pour exécution utilisant un ordinateur quantique) pour déterminer au moins un niveau d’énergie inconnu d’un système physique comprenant des atomes. Dans ce cas, l’officier d’audience a trouvé que même si le système physique est vu comme correspondant à un système qui existe en réalité, l’utilisation potentielle des sorties de l’algorithme était trop large pour être spécifiquement liée à la résolution d’un problème technique à l’extérieur de l’ordinateur. Il a été considéré que même si les résultats de l’algorithme pouvaient être utilisés dans des applications techniques (telles qu’une meilleure conception de médicaments, ou un meilleur article photovoltaïque) les sorties de l’algorithme étaient trop éloignées d’une telle utilisation technique qu’un travail inventif supplémentaire serait nécessaire pour réaliser un tel effet technique.
Une approche similaire est également susceptible d’être appliquée par l’OEB, dont la récente décision de la Grande Chambre de recours G1/19 a conclu que la sortie d’une simulation ne peut être considérée comme apportant un effet technique que lorsque cet effet est au moins implicite dans les revendications et l’utilisation technique de la sortie de la simulation s’étend sur toute la portée de la revendication (c’est-à-dire que la revendication n’englobe pas également des utilisations non techniques).
Si la protection par brevet doit être recherchée pour les inventions liées aux logiciels quantiques sur la base des problèmes techniques qu’elles résolvent à l’extérieur de l’ordinateur, il sera donc important de les revendiquer de telle manière qu’elles soient spécifiquement limitées à leur application à ces problèmes techniques.
- ii) Comment le logiciel quantique fonctionne-t-il ?
Sous l’approche d’examen européenne, un programme pour ordinateur est éligible à la protection par brevet s’il est conçu sur la base de considérations spécifiques du fonctionnement interne de l’ordinateur. De plus, les indicateurs AT&T développés sous la jurisprudence britannique indiquent qu’une contribution technique est fournie si l’effet revendiqué (entre autres choses) opère au niveau de l’architecture de l’ordinateur, résulte en ce que l’ordinateur soit fait pour opérer d’une nouvelle manière, ou rend l’ordinateur un meilleur ordinateur dans le sens de fonctionner plus efficacement et effectivement comme ordinateur.
Beaucoup des développements d’aujourd’hui en logiciels classiques sont dirigés à un haut niveau et sont destinés à l’implémentation sur n’importe quel matériel générique. Il peut donc souvent être difficile de lier le logiciel à des considérations spécifiques du matériel sur lequel il doit être exécuté.
Cependant, presque tous les logiciels quantiques sont à un certain niveau spécifiquement conçus pour utiliser les propriétés uniques du matériel des ordinateurs quantiques. En conséquence, les innovations de logiciels quantiques d’aujourd’hui sont souvent contemplées à un niveau plus bas que leurs homologues classiques et dans certains cas sont même considérées au niveau du code machine (par exemple, contrôle au niveau d’impulsion des qubits). Il pourrait donc bien être possible de définir beaucoup des développements d’aujourd’hui en logiciels quantiques de telle manière qu’ils soient éligibles à la protection par brevet en Europe.
Plus en détail, plus la conception de logiciels quantiques peut être liée aux propriétés techniques du matériel sous-jacent qu’elle cherche à exploiter, plus il est probable qu’elle soit considérée comme née de considérations techniques. De plus, s’il peut être montré qu’une amélioration technique est fournie indépendamment des données spécifiques qui sont traitées, alors plus il est probable qu’une innovation soit considérée comme opérant au niveau de l’architecture de l’ordinateur.
Bien que le développement de logiciels quantiques soit souvent motivé par les propriétés du matériel sous-jacent des ordinateurs quantiques, il y a actuellement de nombreuses implémentations différentes de matériel quantique (par exemple, les qubits peuvent être réalisés par des circuits supraconducteurs, des ions piégés, des qubits photoniques et/ou d’autres systèmes mécaniques quantiques). Étant donné la diversité du matériel quantique, les logiciels quantiques sont souvent développés pour être génériques en ce qu’ils peuvent être utilisés pour tous types de matériel quantique. Plus les logiciels quantiques sont agnostiques, quant au type de matériel qu’ils utilisent, plus il peut être difficile de lier une invention aux propriétés sous-jacentes du matériel. Cependant, étant donné que de nombreuses propriétés sont communes à tout matériel quantique (par exemple, temps de cohérence court des qubits, résultats bruités, besoin de correction d’erreurs, etc.) il pourrait être argumenté que les logiciels qui cherchent à exploiter ou gérer de telles propriétés sont encore conçus en considération des propriétés du matériel quantique, même lorsqu’ils sont agnostiques quant au type spécifique de matériel.
Si la protection par brevet doit être recherchée pour les inventions liées aux logiciels quantiques sur la base de leur conception étant basée sur des considérations techniques spécifiques du fonctionnement interne de l’ordinateur, alors il sera important de décrire clairement la manière dont le logiciel est conçu pour interagir avec le matériel quantique. Si possible, il sera également utile de souligner que tous effets techniques sont réalisés pour différents types de données plutôt que d’être limités au contexte de problèmes computationnels spécifiques.
Conclusions
Alors que les premiers pionniers des logiciels pour ordinateurs classiques faisaient face à un haut degré d’incertitude quant à l’étendue à laquelle leurs inventions seraient éligibles à la protection par brevet, le développement subséquent de jurisprudence et de pratique juridique pour évaluer les inventions liées aux logiciels fournit un cadre juridique bien développé, qui fournit un plus grand degré de certitude aux premiers innovateurs de logiciels quantiques. En effet, il y a des indications émergentes que les offices européen et britannique des brevets chercheront à appliquer les mêmes cadres juridiques qui ont été développés pour l’évaluation des logiciels classiques à l’évaluation des logiciels quantiques. Considérer ces tests à la lumière du développement actuel de l’informatique quantique montre que maintenant pourrait être un aussi bon moment que jamais pour rechercher la protection par brevet pour les innovations liées aux logiciels quantiques.
Cet article a été préparé par le Directeur des brevets Dr Nick King et l’Agent de brevets Thomas Mercer pour The Patent Lawyer Magazine.
