Een Juridisch-Ethisch Kader voor Quantum Technologie

Een bewerkte versie van deze bijdrage is gepubliceerd op platform VerderDenken.nl van het Centrum voor Postacademisch Juridisch Onderwijs (CPO) van de Radboud Universiteit Nijmegen. https://www.ru.nl/cpo/verderdenken/columns/we-nederland-voorbereiden-kwantumtoekomst/.

Het gedrag van de natuur op de kleinste schaal kan vreemd en contra-intuïtief zijn. Naast unieke fysische kenmerken kent kwantumtechnologie veel juridische aspecten. In deze bijdrage leggen we eerst uit wat kwantum theorie inhoudt. Via een interdisciplinaire lens richten we ons vervolgens op intellectueel eigendom ("IP"), certificering, ethische, juridische en sociale aspecten ("ELSA") evenals horizontale en branchespecifieke regulering van deze transformatieve technologie.

Mauritz Kop is Stanford Law School Fellow in Silicon Valley (VS). Daarnaast is hij directeur van MusicaJuridica BV en managing partner bij AIRecht.

De Quantum Age

De Quantum Age roept veel juridische vragen op.

Welke bestaande wetgeving is bijvoorbeeld van toepassing op kwantumtechnologie? Welke soorten IP-rechten kunnen worden toegekend aan de componenten van een schaalbare kwantumcomputer? Zijn er voldoende marktconforme innovatieprikkels voor de ontwikkeling en verspreiding van kwantumsoftware en hardware structuren? Of is er behoefte aan open source ecosystemen, verrijking van het publiek domein en zelfs democratisering van kwantum kennis? Moeten we wereldwijde ISO en IEC standaarden voor kwantum veiligheid, beveiliging en interoperabiliteit creëren en deze verplicht stellen in elk toepassingsgebied? Op welke manier kan kwantumtechnologie kunstmatige intelligentie (‘AI’) verbeteren die legaal, ethisch en technisch robuust is?

Quantum Computing, Quantum Sensing en het Quantum Internet

Hoe kunnen beleidsmakers de toepassingsgebieden van kwantumtechnologie, zoals quantum computing, quantum sensing en het quantum internet op een maatschappelijk verantwoorde manier reguleren? Hoe kunnen ze regelgeving maken die risico's op een proportionele manier aanpakt en tegelijkertijd de voordelen van deze cutting edge technologie optimaliseert? Zonder duurzame innovatie te belemmeren en met inbegrip van de juiste verdeling van rechten, verantwoordelijkheden en zorgplichten? Wat zijn de effecten van standaardisering en certificering op innovatie, intellectueel eigendom, concurrentie en markttoegang van kwantumstartups?

Kwantum- en AI-Hybrids Koppelen aan het Trustworthy AI-Paradigma

Dienen ethische kwesties een rol te spelen in regulering? Zou het een goede eerste stap zijn om gedragscodes rondom kwantum- en AI-hybrids te koppelen aan de Trustworthy AI-principes? Vereisen de verschillende fysische eigenschappen van kwantumtechnologie aanvullende kernregels? Is het verstandig om onze democratische waarden in te bedden in de architectuur van kwantumsystemen? In het hiernavolgende onderzoeken we mogelijke antwoorden op deze prikkelende vragen.

Gedifferentieerde Industrie-Specifieke Wetgevingsaanpak

Deeltjes en energie op subatomair niveau volgen niet dezelfde regels als de objecten die we in ons dagelijks leven om ons heen kunnen detecteren. Naast universele, horizontale overkoepelende leidende principes van betrouwbare (Trustworthy) en verantwoorde (Responsible) kwantumtechnologie die in lijn zijn met de unieke fysische kenmerken van de kwantummechanica, zou ik willen pleiten voor een verticale, gedifferentieerde industrie-specifieke wetgevingsaanpak met betrekking tot innovatiestimuli gebaseerd op de innovation policy pluralism toolkit, en risico's gebaseerd op de piramid of criticality, die een definitie van risicovolle toepassingen van kwantumtechnologie zou moeten omvatten. Een risk-based benadering waarbij de nadruk op duurzame innovatie ligt.

Kwantum- en AI-Hybrids Koppelen aan het Trustworthy AI-Paradigma.

Wat is Quantum Computing?

Quantum computing ontleent zijn constituerende elementen aan grondbeginselen uit de kwantummechanica (superpositie en verstrengeling), de theorie van het zeer kleine. Kwantummechanica beschrijft de interactie tussen materie en energie en de bouwstenen van atomen op subatomair niveau, voorbij de klassieke fysica. Subatomaire deeltjes zoals protonen, neutronen en elektronen. Zo is ons eigen lichaam samengesteld uit atomen en moleculen, waarvan sommige zo oud zijn als het universum. Op microniveau verbinden deze atomen ons met elkaar, met onze planeet en met de kosmos. Einsteins algemene relativiteitstheorie daarentegen, is de theorie van het zeer grote en beschrijft de werking van natuurkundige wetten, waaronder zwaartekracht, lichtsnelheid, tijd, ruimte, massa en energie (E = mc kwadraat).

Qubits

Kwantumbits of qubits zijn de kwantumversie van klassieke (binaire) bits. Een qubit kan een 1 of een 0 zijn, of beide. We noemen dit superpositie. Een qubit vertegenwoordigt een kwantumdeeltje in superpositie van alle mogelijke kwantumtoestanden.

Superpositie en Verstrengeling

Naast superpositie kunnen kwantumdeeltjes zich op meerdere plaatsen tegelijk bevinden, terwijl ze 'bewust' blijven van elkaar. Dit staat bekend als verstrengeling. Voor ons mensen is dit een contra-intuïtieve kwantumtoestand. Echte kwantumverstrengeling vereist superluminale gegevensoverdracht, of overdracht van informatie die vele malen sneller is dan licht. Hier botsen de algemene relativiteitstheorie - die veronderstelt dat deeltjes niet sneller kunnen reizen dan licht in het ruimte-tijdcontinuüm - en de kwantummechanica. Snaartheorie (string theory) probeert Einsteins relativiteitstheorie en de kwantumfysica te verenigen in één allesomvattende theorie.

Een Juridisch-Ethisch Kader voor Quantum Technologie. Belangrijke toepassingsgebieden van kwantumtechnologie zijn quantum computing, quantum sensing en het quantum internet.

Kwantum Mechanica en Intellectueel Eigendom

Laten we terugkeren naar quantum computing en het koppelen aan het intellectueel eigendomsrecht. Kwantum computers kunnen worden beschermd door verschillende soorten intellectuele en industriële eigendomsrechten, zoals chipsrechten (bescherming van halfgeleidertopografie), patenten, auteursrechten, bedrijfsgeheimen, modellenrechten en handelsmerken. Op iedere component van het systeem (en dat zijn er nogal wat), van input tot output data, van software tot de benodigde hardware onderdelen, kunnen verschillende soorten intellectuele eigendomsrechten worden gevestigd.

Zo bevat de eigenlijke behuizing (de verdunningskoelkast) van een kwantumcomputer onder meer een cryopermschild, kwantumversterkers, cryogene isolatoren, een mengkamer, supergeleidende coaxiale lijnen, input microgolflijnen en een qubit signaalversterker.

Eeuwigdurende IP-bescherming

Zonder veel moeite kan er worden aangetoond dat het strategisch gebruik van een combinatie van IP-rechten om de waarde van de IP-portefeuille van de eigenaar van de kwantumcomputer te maximaliseren, potentieel tot een eeuwigdurende IP-bescherming leidt. Overlappende IP-beschermingsregelingen kunnen in een onbeperkte duur van wereldwijde exclusieve exploitatierechten voor first movers resulteren. Dat zijn in casu een handvol universiteiten en grote bedrijven. De daaruit voortvloeiende IP-overprotectie op het gebied van quantum computing leidt tot een ongewenste concentratie van marktmacht. Overprotectie van informatie veroorzaakt marktbarrières en belemmert zowel gezonde concurrentie als sectorspecifieke innovatie. In dit specifieke geval vertraagt het de voortgang in een belangrijk toepassingsgebied van de kwantumtechnologie, namelijk quantum computing.

Winner-Takes-All-Effecten

In zijn algemeenheid is ons huidige juridische raamwerk voor intellectueel eigendom niet geschreven met kwantumtechnologie in het achterhoofd. Intellectueel eigendom zou een uitzondering moeten zijn - beperkt in tijd en reikwijdte - op de regel dat informatie zonder beperking voor het algemeen belang kan worden gebruikt. Intellectueel eigendom kan niet op hetzelfde moment de schepping van kwalitatief hoogstaande werken stimuleren, marktfalen voorkomen, winner-takes-all-effecten corrigeren, free riding elimineren en tegelijkertijd roofzuchtig marktgedrag verbieden. Om eerlijke concurrentie aan te moedigen en onevenwichtigheid op de markt te herstellen, is mededingingsrecht een effectiever instrument.

Kortere IP-Beschermingsperioden

Een denkbare oplossing voor de gesignaleerde overprotectie, die is afgestemd op het exponentiële tempo van innovatie in de Quantum Age, is om kortere IP-beschermingsperioden van 3 tot 10 jaar in te voeren voor creaties en uitvindingen die middels kwantumtechnologie en A tot stand zijn gekomen. Deze kortere termijnen zouden van toepassing kunnen zijn op zowel de software als de hardware. Duidelijkheid over de aanbevolen beperkte duur van exclusieve rechten - in combinatie met verplichte (compulsory) licenties of vast gewaardeerde wettelijke (statutory) licenties - bevordert rechtszekerheid, kennisverspreiding en vervolginnovatie binnen het kwantumdomein. In dit licht zouden beleidsmakers een innovatiearchitectuur moeten bouwen die vrijheid (denk aan toegang, publiek domein) en controle (denk aan incentive & reward mechanismen) combineert.

Kwantum Mechanica en Intellectueel Eigendom.

Regulering van Quantum Technologie

Regulering van technologie is een dynamisch, cyclisch proces dat de levensduur van de technologie en de toepassing volgt. De alomtegenwoordigheid van kwantumtechnologie vraagt om een holistische visie op een wet- en regelgevend kader, dat de belangen van de industrie in evenwicht brengt met die van de samenleving als geheel. Het vraagt om een flexibel wetgevend systeem dat zich snel kan aanpassen aan veranderende omstandigheden en maatschappelijke behoeften.

Juridisch-Ethisch Kader

De eerste regelgevende stap om te komen tot een bruikbaar juridisch-ethisch kader, is de koppeling van de Trustworthy AI principes aan kwantumtechnologie. Deze vullen we vervolgens aan met additionele horizontale, overkoepelende regels die recht doen aan de unieke natuurkundige eigenschappen van quantum. Aan deze horizontale kernregels voegt de wetgever tenslotte een aantal verticale, industrie- of sectorspecifieke voorschriften toe. Die verticale voorschriften zijn risk-based en houden rekening met de uiteenlopende behoeftes van economische sectoren waar het duurzame innovatiestimuli betreft. Aldus ontstaat een gedifferentieerde, sectorspecifieke benadering aangaande incentives en risks.

Wetgeving, Standaardisering en Certificering

Het reguleren van transformatieve technologie in de Quantum Age vereist synergetische relaties tussen wetgeving, standaardisering, certificering en capabele overheidsinstellingen. Op nationaal, Europees en mondiaal niveau. Kwantumproducten en -diensten die binnen de EU of elders in de wereld worden gemaakt, zouden moeten voldoen aan EU-benchmarks voor veiligheid en beveiliging, inclusief doch niet beperkt tot de hoge technische, juridische en ethische normen die de Trustworthy kernwaarden van Europese kwantumtechnologie weerspiegelen, voordat ze in aanmerking komen voor een CE-markering en toegang verwerven tot de Europese markt, met zijn 500 miljoen consumenten.

Ethische, Juridische en Sociale Aspecten (‘ELSA’)

Net als bij andere emerging technologies spelen ethische, juridische en sociale aspecten (‘ELSA’) een cruciale rol bij de introductie van kwantumtechnologie in de samenleving. Onze maatschappelijke waarden moeten aansluiten bij de immense innovatiekracht van toegepaste kwantum mechanica. Een belangrijk onderdeel van het synchroniseren van onze normen, waarden, standaarden en principes met kwantumtechnologie is het creëren van bewustwording van de ethische, juridische en sociale aspecten ervan.

Nederland heeft Internationale Voortrekkersrol

Nederland heeft een internationale voortrekkersrol waar het gaat om de ontwikkeling van kwantumtechnologieën en de implementatie ervan in de maatschappij. Zo zijn er inmiddels verschillende vooruitstrevende Nederlandse initiatieven op het gebied van quantum gestart. Quantum Delta heeft -mede in samenwerking met de TU Delft- het Living Lab Quantum and Society opgericht, waar partijen in een quadrupel helix samenwerkingsverband ethische, juridische en maatschappelijke normen ontwikkelen ten behoeve van quantum toepassingen en hun introductie in de samenleving. Daarnaast heeft NEN (Stichting Koninklijk Nederlands Normalisatie Instituut) de Normcommissie Quantum Technologieën in het leven geroepen. De Normcommissie beoogt standaarden te maken, waaronder afspraken over terminologie en interoperabiliteit, voor vier toepassingsgebieden voor quantumtechnologie, te weten quantum communicatie, quantum computing, quantum simulatie en quantum metrologie.

Nederland moet zich voorbereiden op een kwantumtoekomst, want die komt eraan.

Democratische Kernwaarden

De tweede kwantumrevolutie is in volle gang. Hoewel atomen, neutronen en moleculen neutraal zijn, is technologie dat niet. Daarom moeten we kwantumtechnologie for Good vormgeven door onze normen en waarden zoveel mogelijk in te bedden in de architectuur van onze kwantumsystemen. De democratische kernwaarden van onze samenleving moeten worden ingebakken in onze intelligente kwantumsystemen door middel van duurzame, veilige, betrouwbare Quantum Technologie by Design, analoog aan AI. De architectuur van systemen die zijn uitgerust met kwantumtechnologie, moet waarden vertegenwoordigen die we als samenleving belangrijk vinden.

Horizontale Kwantumtechnologie-Kernregels

Dit kan worden bereikt door pragmatisch en verantwoord voort te bouwen op de voorgestelde overkoepelende, horizontale quantumtechnologie-kernregels, waaronder de 7 fundamentele ethische, juridische en technische vereisten die aan AI worden gesteld door de Trustworthy AI-principes. Door dit pad te volgen, kunnen we een verantwoord, betrouwbaar Quantum Technology by Design-paradigma ontwikkelen.

Conclusie

Onze huidige wetgeving inzake intellectueel eigendom is niet geschreven met kwantum fysica in gedachten. Anticiperend op spectaculaire doorbraken in de kwantumtechnologie, is de tijd nu rijp voor regeringen, onderzoeksinstellingen en de markt om regulatoire en intellectuele eigendomsstrategieën voor te bereiden die het juiste evenwicht vinden tussen de bescherming van onze fundamentele rechten en vrijheden, de waarborging van onze democratische normen en waarden alsook de realisatie van nagestreefde beleidsdoelen die snelle technology transfer, de vrije informatiestroom en de totstandbrenging van een bloeiend mondiaal kwantumecosysteem omvatten, terwijl gezonde concurrentie en duurzame innovatie worden gestimuleerd.

Nederland moet zich voorbereiden op een kwantumtoekomst, want die komt eraan.

Met dank aan Maran van Heesch (TNO) voor behulpzame suggesties en commentaar. Dit onderzoek heeft veel baat gehad van haar expertise op het gebied van quantum technologie. Dank aan Pieter Offermans (Radboud Universiteit) voor excellente redactie van de CPO VerderDenken column.