Чтобы квантовый компьютер стал практически применимой технологией и обошел обычные суперкомпьютеры, нужно построить квантовый компьютер, состоящий из большого количества кубитов — квантовых разрядов. Состояние каждого из них нужно уметь в любой момент измерить и изменить. Обычно кубиты делают из отдельных атомов и групп атомов, заставляя их замирать на месте в лазерных ловушках и манипулируя их характеристиками с помощью лазера или магнитного поля.

Квантовый компьютер выполняет вычисления за счёт связи кубитов друг с другом. Когда меняется состояние одного, меняется состояние нескольких связанных с ним. В квантовых компьютерах, кубитами которых служат отдельные атомы в лазерных ловушках, кубиты должны находиться очень близко один к другому, чтобы эта связь сохранялась; расстояние обычно не превышает 50 диаметров самого атома. Делать рабочие системы из многих атомов, так близко расположенных друг к другу — очень сложная инженерная задача.

Австралийские учёные предложили делать кубиты из атомов фосфора, спрятанных в кремниевой пластине. В модели, предложенной Гильемо Тоси (Guilherme Tosi), логические значения 0 и 1 кодируются парой ядро-электрон: когда их спины совпадают, значение кубита равно 1, когда противоположны — нолю. Манипулировать спином электрона предлагается при помощи электрического поля, создаваемого контактами на поверхности кремниевой пластины. Это проще, чем манипуляции с лазерами и магнитными полями, утверждают авторы работы, опубликованной в Nature Communications. Такие кубиты (Тоси называет их «перевёртышами», flip-flop qubit) можно располагать на относительно большом расстоянии друг от друга.

В августе авторы работы зарегистрировали компанию Silicon Quantum Computing Pty Ltd — первую в своём роде в Австралии. Её цель — дальнейшая разработка идеи фосфорно-кремниевого квантового компьютера. Инвесторами компании стали правительство Австралии, правительство штата Новый Южный Уэльс, университет штата, банк Commonwealth Bank of Australia и телекоммуникационная компания Telstra; проект уже получил инвестиции в размере около 80 миллионов долларов.