D-Wave Quantum Inc.는 캘리포니아주 팔로알토와 브리티시컬럼비아주 버너비에 본사를 둔 양자 컴퓨팅 기업이다. 이 회사는 양자 효과를 활용하는 컴퓨터, 특히 최적화 문제를 해결하는 데 사용되는 양자 어닐링이라는 기법을 개발하고 판매하는 것으로 알려져 있다. 이 회사는 이러한 시스템을 세계 최초로 상용화했다고 주장하며, 초기 고객으로는 록히드 마틴, 서던캘리포니아 대학교, 구글/NASA, 로스앨러모스 국립연구소 등이 있다. 범용 알고리즘을 실행하는 보편적 양자 컴퓨터와 달리, D-Wave의 기계는 양자 어닐링을 사용하여 해답에 해당하는 저에너지 상태를 찾는 특수 목적형이다.
이 회사의 기원은 브리티시컬럼비아 대학교(UBC)의 연구에서 비롯되었으며, 창립자들은 응집물질 물리학의 원리를 적용하여 실용적인 양자 계산 장치를 만들고자 했다. 20년 이상에 걸쳐 D-Wave는 프로세서 설계를 반복하며 큐비트 수를 16개에서 1,000개 이상으로 늘렸고, 하드웨어에서 클라우드 서비스, 소프트웨어 도구, 금융 및 의료 분야의 파트너십으로 확장했다. 실제 계산을 위한 양자 효과를 입증하는 데 있어 이 회사의 기여는 중요하지만, 양자 성능과 고전적 성능의 차이는 여전히 논쟁의 대상이다.
역사
D-Wave는 1999년 Haig Farris, Geordie Rose, Bob Wiens, Alexandre Zagoskin에 의해 설립되었다. Farris는 UBC에서 경영학 수업을 가르쳤고, Rose는 그곳에서 박사 학위를 받았으며, Zagoskin은 박사후 연구원으로 재직했다. 회사 이름은 d파 초전도체를 사용한 초기 큐비트 설계에서 유래했다. 브리티시컬럼비아주 밴쿠버에 기반을 두고 UBC에 실험실 공간을 두었던 D-Wave는 이후 현재의 버너비 부지로 이전했다. 이 회사는 팔로알토에도 사무실을 두고 있다.
초기에는 D-Wave가 양자 컴퓨팅 학술 연구에 자금을 지원하며 UBC, IPHT Jena, 셰르브루크 대학교, 토론토 대학교, 트벤터 대학교, 찰머스 공과대학교, 에를랑겐 대학교, 제트추진연구소와 파트너십을 구축했고, 2005년에 이러한 관계를 공개적으로 명시했다. 2014년 6월, D-Wave는 계산 금융 회사인 1QBit 및 암 연구 그룹 DNA-SEQ와 양자 응용 생태계를 발표했다. 2018년에는 NTT 및 다른 파트너와 합류했다.
현대적 타임라인은 다음과 같다: 2011년 5월 11일, D-Wave는 128큐비트를 갖춘 최초의 상업용 양자 업링크인 D-Wave One을 발표했다. 프로토타입인 Orion은 2007년에 공개되었고, 28큐비트 프로세서는 2007년 11월에 시연되었다. 2013년 5월, NASA, 구글, USRA는 D-Wave Two를 위한 양자 인공지능 연구소를 설립했다. 2014년 2월, D-Wave는 투자자 열광과 내재적 회의론을 강조하며 타임지 표지를 장식했다. 2015년 8월 20일, 1,000큐비트 이상의 D-Wave 2X가 출시되었고, 2015년 9월 28일 NASA 에임스 연구소에 설치되었다. 2017년 1월, D-Wave 2000Q가 Qbsolv와 같은 오픈 소스 도구와 함께 출시되었다. 또한 2018년에는 Leap 클라우드 서비스가 시작되었다.
2025년, D-Wave는 Advantage 시스템을 율리히 연구 센터(독일)에 판매하여 율리히 슈퍼컴퓨팅 센터에 설치했다. JSC 과학자들은 거짓 진공 붕괴 시뮬레이션 결과를 Nature에 발표했다. 또한 2025년, D-Wave는 Science에 자기 물질 시뮬레이션을 발표하며 고전적 방법보다 빠르다고 주장했지만, 물리학자들은 의문을 제기했다. 2026년 1월, D-Wave는 Quantum Circuits Inc.를 인수했고, 시스템 기업의 Robert Schol이 최고 과학 책임자가 되었다. 2026년 7월 27일, CEO Alan Baratz가 나스닥 개장 종을 울리며 회사의 상장 데뷔를 알렸다.
양자 어닐링 및 기술
양자 어닐링은 터널링을 포함한 양자 변동 효과를 사용하여 함수의 전역 최솟값을 찾는 방법이다. 이는 더 유연하지만 구현이 더 어려운 게이트 모델 양자 계산과는 다르다. D-Wave의 패러다임은 최적화 문제를 Ising 또는 QUBO 에너지 경관으로 프로그래밍한 다음, 양자 시스템이 바닥 상태로 진화하도록 하는 것이다. 이는 물류, 금융, Machine learning 기반 선택 작업에서 발견되는 조합 최적화 문제에 특히 적합하다.
수학적 복잡성: n개의 이진 변수를 가진 문제의 경우, 양자 어닐러는 중첩 상태에서 많은 상태를 동시에 탐색할 수 있다. 그러나 오류와 결맞음 상실로 인해 일반적인 문제에 대한 이점은 입증되지 않았다. 각 프로세서의 큐비트 배열과 커플러에 대한 협력적 제조가 이루어진다.
기본 아이디어는 Gabriel Aeppli와 Tomas Rozembaum 및 공동 연구자들이 수행한 자석의 양자 어닐링에 대한 응집물질 물리학 연구에서 비롯되었으며, Bikas Chakrabarti의 이론에 기반을 둔다. Mitchell과 동료들은 스핀 유리 탐색에서 양자 터널링을 제안했다. 이러한 개념은 2000년과 2004년에 Edward Farhi, Seth Lloyd, Terry Orlando, Bill Kaminsky(MIT)가 초전도 플럭스 큐비트를 사용한 이론적 모델(단열 양자 계산 및 양자 어닐링)로 계산적으로 재구성했으며, D-Wave가 이를 채택했다.
컴퓨터 시스템
Orion 프로토타입
2007년 2월 13일, D-Wave는 마운틴뷰의 컴퓨터 역사 박물관에서 Orion을 시연했다. 이 시스템은 약물 후보 물질을 위한 분자 유사성 검색, 호환성을 고려한 좌석 배치, 스도쿠 솔버의 세 가지 응용 프로그램을 실행했다. 16큐비트 프로세서는 JPL 마이크로쇼 연구소에서 제작되었다.
양자 프로세서 세대
- D-Wave One (2011): 128큐비트 칩, 상업용으로 출시된 최초의 상업용 양자 컴퓨터로 마케팅됨.
- D-Wave Two (2013): 512큐비트; 구글과 NASA가 양자 머신러닝 연구에 사용했으며, Bhabha Atomic Research Centre 연구에도 사용됨.
- D-Wave 2X (2015): 1,000큐비트 이상, NASA 에임스 연구소에 설치됨.
- D-Wave 2000Q (2017): 최대 2,000큐비트.
- Advantage (2020): 5,000큐비트 이상, 새로운 커플러 포함.
물리적 프로세서는 초전도 방식이며, 조셉슨 접합과 니오븀 회로의 융합을 사용하고, 희석 냉동기에서 절대 영도에 가깝게 냉각된다.
클라우드 및 소프트웨어
Leap은 2018년부터 제공되는 양자 클라우드 서비스로, AWS 및 Google Cloud를 통해 D-Wave 시스템을 원격으로 사용할 수 있게 한다. 2017년 1월, D-Wave는 QUBO 솔버인 Qbsolv를 오픈 소스로 공개하여 양자 및 고전적 스케줄러 모두에서 사용할 수 있게 했다. 이 제품군에는 AI와 통합된 Ocean 소프트웨어 라이브러리가 포함된다. 2020년, D-Wave는 고전적 및 양자 방식을 결합한 하이브리드 스택을 발표하여 해결 가능한 문제를 확장했다.
머신러닝 협업
2013년 양자 AI 연구소의 초기 동기는 양자 어닐러를 사용한 머신러닝 및 Neural network 훈련을 탐구하는 것이었다. D-Wave의 문제 공식화는 볼츠만 머신 및 심층 신경망 훈련과 같은 Machine learning 모델 훈련을 위한 샘플링에 매핑될 수 있다. 구글과 OpenAI 같은 파트너는 D-Wave 시스템을 탐구에 사용했다. 예를 들어, AI 에이전트를 위한 강화 학습을 가속화하는 데 사용되었다.
과학적 수용 및 논쟁
주요 논쟁은 D-Wave 시스템이 샘플 처리에서 실제 양자 속도 향상을 달성하는지 여부이다. 2019년, 구글 팀과 D-Wave 과학자들은 고전적 복제품에 대한 양자 우위의 증거를 보여주는 연구를 발표했지만, 이후 고전적 휴리스틱으로 인해 철회했다. 2025년 Science에 발표된 논문은 이에 동의하지 않았다.
그럼에도 불구하고, D-Wave 컴퓨터는 기술적으로 양자적이다: 사소하지 않은 상태의 중첩을 사용하고 양자 결맞음을 생성한다. 2025년 현재, 최적화를 위한 게이트 모델의 대안으로 견고하고 빠르기 때문에 유용하다.
미래와 인간적 종말
2026년, D-Wave는 Quantum Circuits 인수를 통해 보편적 양자 회로 접근 방식을 포함하도록 확장했다. 이 회사는 나스닥에 상장되어 공개 기업이 되었다. 잠재적 분야는 금융, 물류, 의료 등이 최우선으로 남아 있다.