Mitä kubitit ovat ja voiko niihin olla yksinoikeutta – näkökulmia kvanttiteknologian IPR-kysymyksiin

Mistä kvanttitietokoneissa on kyse?

Kvanttitietokoneita verrataan usein perinteisiin tietokoneisiin, jotka käsittelevät tietoa binäärijärjestelmän mukaisten numeroiden eli bittien (binary digits) avulla. Bittien arvo voi olla joko 1 tai 0. Näin tietokoneiden ruudulla näkyvät sanat, numerot, kuviot jne. ovat tietojenkäsittelyn näkökulmasta nollien ja ykkösten muodostamissa sarjoissa.

Kvanttitietokoneiden toiminta taas perustuu kubitteihin (quantum bits), joiden arvo voi bittien tapaan olla joko 1 tai 0, mutta myös 1 ja 0 samanaikaisesti niin sanotussa superpositiossa. Lisäksi toisistaan erilliset kubitit saattavat lomittua, jolloin ne muodostavat toistensa peilikuvat, minkä vuoksi tietoa kubitin arvosta tai sen muutoksesta ei tarvitse erikseen siirtää, vaan sama tieto (tai muutoksen johdosta muuttunut tieto) on jo toisessa kubitissa. Kubitteja käsittelevät kvanttitietokoneet pystyvätkin laskemaan eri arvoja rinnakkain ja suoriutumaan siksi useita muuttujia sisältävistä laskutehtävistä huomattavasti perinteisiä tietokoneita nopeammin.

Kvanttitietokoneiden toimintaa on vaikea ymmärtää – saati selostaa lyhyesti –, koska se perustuu kvanttimekaniikkaan, jossa materiaa tutkitaan atomeja pienempien hiukkasten tasolla. Kvanttimaailmassa alkeishiukkasten sijaintia ei voi ennalta määrittää, vaan niiden sijainti perustuu todennäköisyyksiin ja matemaattisiin laskelmiin. Alkeishiukkanen voi siten lähtökohtaisesti sijaita missä vaan, ja niin kauan kuin sijaintia ei erikseen mitata, sen voidaan ajatella olevan samanaikaisesti kaikissa mahdollisissa sijainneissa. On siis hyväksyttävä se järjenvastainen ajatus, että kvanttimaailmassa asiat voivat samanaikaisesti sekä olla että olla olematta tai olla jotain siltä väliltä. Juuri tämä tekee kvanttiteknologista hyvin kiehtovaa paitsi itsessään, myös juridisten ajattelumallien kannalta – vai kuinka ratkaisisit asian, jossa seikka A johtaa seuraamukseen Z ja päinvastainen seikka B päinvastaiseen seuraamukseen Y, mutta asiassa onkin kyse sekä A:sta että B:stä samanaikaisesti?

Mitä mielenkiintoista kvanttiteknologiaan liittyy IPR-mielessä?

Kvanttiteknologia ja sen kehitys on juuri nyt nousukiidossa. Monet ovat kuitenkin sitä mieltä, että kvanttitietokoneet yleistyvät kunnolla vasta vuosikymmenien päästä. Tämä tekee nyt tehtävien innovaatioiden suojaamisesta haastavaa, sillä niihin liittyvät patentit saattavat jo ehtiä raueta ennen kuin niille varsinaisesti olisi käyttöä. Toisaalta kvanttiteknologiaa koskevien patenttihakemusten määrä on nousussa, joten alan toimijat joutuvatkin pohtimaan missä määrin omia innovaatioita patentoidaan nyt ja missä määrin niitä jätetään liikesalaisuuksiksi, ja vastaavasti miten toimitaan, jos kilpailija hakee patenttia innovaatiolle, joka itsellä on ollut ei-julkisessa käytössä tai vähintäänkin tuotekehitysvaiheessa.

Kvanttiteknologian kehittäjät ovat siten hyvin strategisten valintojen äärellä IP-oikeuksiensa suhteen, mutta valitun strategian noudattamiseen voi liittyä myös käytännön haasteita. Patentteja hakevat toimijat saattavat esimerkiksi joutua painimaan selityksen riittävyyttä koskevien kysymysten kanssa, kun kyse kuitenkin on verrattain uudesta teknologiasta, johon liittyvien keksintöjen toisintaminen voi onnistua yhdeltä, muttei välttämättä toiselta alan ammattimieheltä. Vastaavasti innovaationsa salassa pitävät toimijat tulevat todennäköisesti pian tutuiksi ennakkokäyttöoikeuteen liittyvien tulkinnanvaraisuuksien kanssa, kun oma teknologia kehittyy ja tulevaisuuden tarpeet saattavat poiketa siitä, mikä tilanne oli sinä päivänä, jolloin kilpailija jätti oman patenttihakemuksensa.

Yhtä kaikki on selvää, että juristin vanha neuvo dokumentoinnin tärkeydestä pätee hyvin tässäkin. Mitä paremmin oma tuotekehitystyö ja liikesalaisuuksien suojaamiseksi tehdyt käytännön toimenpiteet on sisäisesti dokumentoitu, sitä helpompi omia innovaatioita on suojata ja puolustaa tulevaisuudessa.

Tulevaisuuden ala vai pelkkää hypeä?

Vaikka todennäköisesti käytämmekin perinteisiä tietokoneita vielä pitkään töissä ja arjessa, liittyy kvanttiteknologiaan niin paljon potentiaalisia sovellus- ja läpimurtokohteita, että tulemme varmasti kuulemaan siitä vielä pitkään.

Esimerkiksi lääketeollisuuden, ilmastonmuutoksen torjunnan sekä liikenteen optimoinnin parista löytyy lukuisia käyttökohteita, joihin kvanttitietokoneiden ylivoimaisen laskentatehon odotetaan tuovan ratkaisuja. Näillä aloilla käytettävät datamäärät ovat niin valtavia, että niiden analysoinnin, simuloinnin ja optimoinnin on todettu olevan mahdollista vain kvanttitietokoneille, joiden käyttöönotto voi siksi merkitä radikaaleja parannuksia paitsi tuotekehitykseen myös tuottavuuteen.

Yhdysvallat, Kiina ja EU ovatkin kaikki käynnistäneet lukuisia kvanttiteknologiahankkeita, joiden budjetit lasketaan miljardeissa. Vastaavasti monet Googlen ja IBM:n tapaiset teknologiajätit kilpailevat parhaillaan siitä, kenen kvanttitietokoneesta löytyy eniten kubitteja ja kenellä on niille parhaat käytännön sovelluskohteet. Myös me suomalaiset voimme olla ylpeitä VTT:n ja IQM:n kvanttitietokoneen rakennushankkeesta ja luonnollisesti kaikesta sen yhteydessä syntyvästä kvanttiosaamisestamme.

IPR-näkökulmasta yksi mielenkiintoinen kehitysalue on alaa koskevissa standardeissa. Esimerkiksi ETSI (European Telecommunications Standard Institute) ja NIST (National Institute of Standards and Technology, USA) pyrkivät parhaillaan standardoimaan salausmenetelmiä, joita edes kvanttitietokoneet eivät pysty murtamaan. Vastaavasti CEN-CENELEC:llä (European Committee Standardization, CEN ja European Committee for Electrotechnical Standardization, CENELEC) on käynnissä hanke, jossa kvanttiteknologiaan liittyviä standardoimistarpeita pyritään tunnistamaan.

On siten mielenkiintoista nähdä, käydäänkö tulevaisuudessa kvanttiteknologiasta samankaltaisia patenttitaisteluja kuin viime vuosina on käyty tietoliikennetekniikkaa koskevien standardiessentiaalipatenttien (SEP) osalta.

Kirjoittaja on Bird & Birdin Helsingin toimiston osakas ja Immateriaalioikeudet-ryhmän vetäjä. Kirjoitus on julkaistu myös Alma Median Juristikirjeessä 16.6.2021.