L’industrie quantique au Canada et au Québec : constats en matière de propriété intellectuelle

Louis-Pierre Gravelle [1]

Les technologies quantiques font beaucoup parler d’elles depuis les dernières années, notamment pour la promesse de cryptographie inviolable tant attendue par les gouvernements et les entreprises.  Au Canada, les différents paliers de gouvernement ont investi des sommes importantes dans des projets de recherche reliés aux technologies quantiques depuis les dernières années.

Afin d’examiner les retombées de ces investissements, d’une part, et pour stimuler une discussion autour de l’avenir des technologiques quantiques au Canada, et plus particulièrement au Québec, NUMANA a retenu les services de ROBIC afin de dresser le portrait de la situation brevets au Canada.

Il est particulièrement intéressant de noter que Le Lab Quantique, en France, a publié un rapport sur le paysage des brevets et publications entourant les technologies quantiques en juin 2020 intitulé « Paysage des brevets & publications sur les technologies quantiques » par Michel Kurek[2].  Le rapport Kurek présente un survol de la situation mondiale, tant en examinant les brevets que les publications scientifiques.Le présent rapport plonge en profondeur sur le paysage des brevets, utilisant une lentille canadienne.

Objectif

Le but du présent rapport est d’identifier les acteurs canadiens qui détiennent des brevets ou demandes de brevets dans le domaine des technologies quantiques.  Une recherche d’abord dans les banques de données regroupant les brevets et demandes de brevets déposées partout sur la planète fut d’abord effectuée.  Cette recherche n’avait aucune limitation dans le temps.  Par la suite, la recherche fut raffinée pour identifier les inventeurs de nationalité canadienne, quelle que soit la nationalité ou le pays de résidence du titulaire de la demande ou du brevet.  La recherche fut aussi raffinée pour identifier les titulaires canadiens de demandes et brevets, sans égard à la nationalité des inventeurs.

La recherche fut effectuée à la fin du mois de septembre 2020, à partir des bases de données Orbit de Questel.[3] Cette recherche fut effectuée sur la base de mots-clés, sans restriction de dates, et sans préciser des classes internationales ou autres.  On comprendra qu’il y a un risque que des documents contenant les mots clés recherchés puissent être répertoriés dans les résultats de la recherche.  Cependant, comme nous le verrons plus loin, la recherche et le travail d’analyse et de validation des résultats ont permis d’atteindre l’objectif visé, c’est-à-dire de dresser un portrait des acteurs canadiens, et québécois, dans le domaine de l’industrie quantique, faisant du coup abstraction de la distinction que l’on pourrait apporter aux innovations de l’industrie quantique 1.0 (semiconducteurs, lasers) et de l’industrie quantique 2.0 (calculateurs avancés, sondes, détecteurs)[4]

La requête principale ayant servi à interroger la banque de données, et générer les résultats est la suivante :

Les résultats globaux suite à cette requête révèlent un nombre impressionnant de résultats (plus de 83 000 familles de brevet).  En raffinant un tant soit peu les résultats, i.e. se limitant aux classes internationales G et H[5], le nombre de résultats diminue à un peu plus de 53 000.  Dans cette liste, excluant notamment les inventions en biotechnologie, nous avons généré un tableau des principaux titulaires :

Titulaire	Nombre de famille de brevets
Hitachi	836
Toshiba	653
Fujitsu	585
Samsung Electronics	564
NEC	563
Panasonic	559
IBM	511
Nippon Telegram & Telephone	462
Sony	455
Fujifilm	386
Mitsubishi Electronic	365
Canon	343
Sharp	320
Shimazu	312
Intel	289
Tsinghua University	238
Thermo Fisher Scientific	225
University of Science & Technology of China	223
Institute of Semiconductors	217
CEA	213
Microsoft Technology Licensing	209
Xidian University	194
Ruban Quantum Technology	189
Hynix Semiconductor	187
State Grid Corporation of China	184
Ricoh	183
Seiko Epson	182
Shanghai Institute of Microsystem & Information te…	182
Semiconductor Energy Laboratory	170
Huawei	169

On constate immédiatement la dominance de sociétés japonaises (Hitachi, Toshiba, Fujitsu…), coréenne (Samsung), et américaines (IBM, INTEL) parmi les sociétés détenant le plus grand nombre de familles de brevets.  Il ne faut pas négliger les entités chinoises (Tsinghua University, University of Science & Technology of China, Xidian University, Ruban Quantum Technology, State Grid Corporation of China (SGCC), Shanghai Institute of Microsystems and Information Technology, Huawei). Une seule société canadienne perce le Top 50, D-Wave Systems, se logeant au 39e rang[6] mais n’apparaissant pas dans le tableau, puisque celui-ci se limite au Top 30.

La présence des sociétés chinoises démontre que la Chine déploie des efforts importants pour développer son industrie des technologies quantiques.  Lorsqu’on regarde les pays dans lesquels le plus grand nombre de familles de brevet sont présentes[7], la Chine est loin en avance des États-Unis, avec 17 784 familles contre 11 182 familles.  Le troisième pays en importance est le Japon, avec 6571 familles.  Le Canada arrive en 12e position, avec 1190 familles, juste derrière l’Inde avec 1197 familles.  Sur un total de 53 212 familles, à peine 2% des familles de brevet sont destinées à une protection au Canada.

Tableau 2 : Familles de brevets par pays de protection

Pays de protection	Nombre de famille de brevets
CN	17 785
US	11 182
JP	6 571
EP	5 175
KR	4 120
DE	3 192
GB	2 549
TW	2 353
FR	1 836
WO	1 501
IN	1 197
CA	1 190
CH	895
IE	710
AU	682
AT	579
IT	499
RU	492
NL	472
SG	399
MX	366
BR	332
HK	317
IL	254
SE	237
ZA	188
TR	149
PL	126
PT	84
CZ	83

1. Familles nommant au moins un inventeur canadien

Nous avons ensuite raffiné les résultats pour identifier les familles où il y a au moins un inventeur canadien, le but étant d’explorer dans quelle mesure les chercheurs canadiens participent au développement de cette industrie.

Contrairement à la recherche globale, nous n’avons pas choisi de limiter la recherche aux classes internationales G et H[8], préférant raffiner les résultats en retranchant les familles appartenant à des sociétés œuvrant clairement dans un domaine autre que les technologies quantiques, comme Merck Frosst ; Boehringer Ingelheim ; Smith & Nephew ;  Geopetrol Equipment ; et d’autres qui, bien qu’étant décelés par la recherche par mots-clés, portaient sur des technologies qui n’étaient pas visées par l’objectif du présent rapport[9].  Nous avons aussi regroupé les familles de brevet appartenant à des sociétés ayant des noms différents, mais faisant partie de la même entité.  Par exemple, « 1QB INFORMATION TECHNOLOGY », « 1QB INF TECHNOLOGY » ET « 1 QB INFORMATION TECHNOLOGIES » sont des variations sur le nom de la même compagnie.

En bleu, on voit les entités canadiennes, soit 13 des 30 premières.

Tableau 3 : Familles de brevets par titulaires

Titulaire	Nombre de famille de brevets
D Wave	156
DH Technologies Development	95
National Research Council of Canada	35
1QB Information Technologies	33
MDS	28
Xerox	27
University of British Columbia	22
Life Technologies	17
Governing Council of the University of Toronto	15
McGill University	13
BlackBerry	10
Nortel Networking	9
Invisage Technologies	7
Isara	7
Microsoft Technology Licensing	7
MIT	6
Onechip Photonics	6
Smiths Detection	6
FIO	5
RPX	5
SOCPRA	5
University of Alberta	5
University of California	5
Ati Technologies	4
BASF	4
Harvard College	4
Honeywell	4
Huawei	4
Magic Tecnologies	4
Oclaro	4

Incontestablement, le leader canadien en matière de technologies quantiques, D-WAVE, se place au 1er rang, avec 156 familles nommant au moins un inventeur canadien.  1QB Information Technologies, aussi basée en Colombie-Britannique, arrive en 4e rang avec 33 familles.

Curieusement, la société en second rang est DH Technologies Development, une société singapourienne.  Une analyse plus poussée a permis de constater que l’un des principaux inventeurs nommés dans les demandes de brevet de DH était résident canadien[10].

On constate aussi que le tableau des Top 30 est peuplé par les grandes universités canadiennes, soit directement, soit par l’entremise de leur société de valorisation[11] :

• University of British Columbia
• University of Toronto
• SOCPRA (Université de Sherbrooke)
• McGill University
• University of Alberta

Le gouvernement canadien est aussi présent, avec 35 familles appartenant au Conseil national de recherche du Canada (CNRC).

Cependant, plusieurs familles de brevet appartiennent à des sociétés étrangères, notamment américaines.  Ainsi, hors DH Technologies Development, nous retrouvons des sociétés telles MDS, Xerox, Life Technologies, Invisage Technologies, Microsoft, MIT, etc.  On pourrait probablement en déduire que la proximité géographique du Canada et des États-Unis et l’expertise des chercheurs canadiens dans le domaine quantique demeure un attrait pour que les sociétés étrangères viennent investir au Canada.

La roue d’innovation ci-après illustre les champs de recherche principaux, en fonction des concepts identifiés à même la recherche, confirmant du coup la pertinence des résultats obtenus en fonction des paramètres de recherch

Graphique 1 : Technologies et applications

Image 1 : Paysage par grappes technologiques

Image 2 : Paysage par grappes technologiques

2. Familles où l’entité titulaire est canadienne

Afin de mieux identifier les acteurs canadiens, nous avons raffiné les résultats de la recherche globale en nous limitant aux familles où au moins un demandeur/titulaire est canadien.  Les résultats peuvent à première vue surprendre par la présence de sociétés étrangères.  La présence de ces sociétés s’explique par le fait que lorsqu’une demande de brevet internationale est déposée et désigne les États-Unis, les inventeurs sont également identifiés comme demandeurs pour les fins de la procédure américaine.  Néanmoins, la recherche permet d’avoir un portrait intéressant des acteurs canadiens.

Tableau 4 : Joueurs clés

Titulaire	Nombre de famille de brevets
D Wave Systems	152
DH Technologies Development	42
National Research Council of Canada	34
1QB Information Technologies	33
MDS	27
University of British Columbia	22
Governing Council of the University of Toronto	15
McGill University	13
Nortel Networks	12
BlackBerry	10
Isara	7
Smith & Nephew Overseas	7
Onechip Photonics	6
Smiths Detection	6
FIO	5
University of Alberta	5
Ati Technologies	4
Atomic Energy of Canada	4
Institut National de la Recherche Scientifique	4
OTI Lumionics	4
RPX	4
Toronto Dominion Bank	4
Ciena	3
Dose Smart Imaging	3
Honeywell Asca	3
Invisage Technologies	3
Quantum Silicon	3
Quantum Valley Investment Fund	3
Teledyne Digital Imaging	3
Uti Partnership	3

Force est de constater, cependant, qu’outre D-WAVE, le CNRC, 1QB, détenant chacune au moins 30 familles, les autres entités canadiennes peuvent difficilement se targuer d’être des acteurs importants au niveau de l’activité brevet.  On se doit tout de même de souligner la présence des universités (UBC, UoT, McGill) qui possèdent entre 22 et 13 familles.  Dans un contexte où les fonds universitaires pour la protection par brevet sont limités, on peut saluer leurs efforts.  La plupart des autres acteur canadiens possèdent moins de 10 familles chacun, déposées au cours des 20 dernières années.

Temporellement, on peut voir le nombre de familles déposées par année, par titulaire.

On constate que DH Technologies n’a rien déposé depuis 2011[12].  On constate aussi l’émergence de 1QB depuis 2014.  BlackBerry et ISARA ne semblent pas avoir une stratégie de dépôt continue, semblant déposer des demandes à des moments distincts.  Le CNRC n’a rien déposé dans le domaine depuis 2014, ce qui mériterait probablement une analyse plus poussée.

Les entités canadiennes déposent principalement aux États-Unis, suivi du Canada et de la Chine.

Graphique 2 : Pays dans lesquels les canadiens déposent

3. Conclusion

L’analyse effectuée permet d’identifier les acteurs principaux dans le domaine des technologies quantique au Canada.  Ce qu’on constate est une concentration des acteurs et inventeurs sur la Côte Ouest (D-WAVE et 1QB), et en Ontario, avec la présence de BlackBerry, ISARA, UofT, et le Quantum Valley Investment Fund.  Malgré le portefeuille de brevets détenu par McGill dans le domaine, avec 13 familles, les joueurs québécois sont loin derrière en matière de dépôt de brevets.

               SOCPRA                                          4 familles

               Hydro-Québec                            2 familles

               Teraxion                                         2 familles

Le portrait brossé dans le présent rapport permet également de constater que les inventeurs canadiens sont souvent identifiés dans des demandes de brevet appartenant à des sociétés étrangères.

Les acteurs du milieu des technologies quantiques au Canada pourraient être encouragés à capitaliser sur la recherche effectuée ici, en préconisant une stratégie de propriété intellectuelle plus ciblée sur le dépôt de demandes de brevet.  Une telle stratégie pourrait aisément s’arrimer avec les divers incitatifs gouvernementaux pour la commercialisation de l’innovation, et ainsi augmenter la valeur des entreprises canadiennes et québécoises, afin d’y créer de la richesse à long terme.

ANNEXE 1

La classification internationale des brevets, créée par l’Arrangement de Strasbourg en 1971, est un système hiérarchique de symboles indépendants de la langue pour le classement des brevets et des modèles d’utilité selon les différents domaines auxquels ils appartiennent.

La classification couvre 8 grands thèmes :

               A            Nécessités courantes de la vie

               B            Techniques industrielles ; transports

               C            Chimie, métallurgie

               D            Textiles ; papier

               E            Constructions fixes

               F            Mécanique ; éclairage ; chauffage ; armement ; sautage

               G            Physique

               H            Électricité.

Chacun de ces thèmes est ensuite raffiné par sous classe.  Ainsi, la classe G06 couvre « Calcul, comptage », et se décline en sous-classes G06A à G06N.  La sous-classe G06N 10/00 a été créé en 2018 pour couvrir spécifiquement les calculateurs quantiques, c’est-à-dire des systèmes de calculateurs basés sur des phénomènes de mécanique quantique.  Avant 2018, les inventions dans le domaine quantique pouvaient se retrouver ailleurs dans la classe G06, ou dans la classe H04L (Électricité ; Transmission d’information numérique, par exemple communication télégraphique), voire même H04K (communications secrètes ; brouillage des communications).

© CIPS, 2020

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