量子信息可以通过使用电子自旋状态来存储和交换。电子的电荷可以通过栅极电压脉冲来控制，而栅极电压脉冲也可以控制电子的自旋。人们认为这种方法只有在量子点相互接触的情况下才可行；如果放置得太近，自旋的反应就会太剧烈；如果放置得太远，自旋的相互作用就会太慢。这造成了一个两难的境地，因为如果量子计算机能够看到曙光，我们既需要快速的自旋交换，也需要量子点周围有足够的空间来容纳脉冲栅极电极。通常，量子点线性阵列中的左点和右点(图1)相距太远而无法相互交换量子信息。澳大利亚悉尼新南威尔士大学博士后Frederico Martins解释说：“我们在电子的自旋状态下对量子信息进行编码，这种自旋状态具有一种理想的特性，即它们不会与嘈杂的环境产生太多的相互作用，这使得它们作为稳定而长寿的量子存储器非常有效。但是当你想积极地处理量子信息时，缺乏相互作用反而适得其反——因为现在你想让自旋相互作用！”那该怎么办？你不能同时拥有长寿的信息和信息交换——至少看起来是这样。“我们发现，通过在左点和右点之间放置一个大的细长的量子点，它可以在十亿分之一秒内调节自旋状态的相干交换，而不需要将电子从它们的点中移出。换句话说，我们现在同时具有快速的相互作用和脉冲栅极电极所需的空间。” 尼尔斯·玻尔研究所副教授Ferdinand Kuemmeth说。具有不同专业知识的研究人员之间的合作是成功的关键。内部合作不断提高纳米制造工艺的可靠性和低温技术的复杂性。事实上，在量子器件中心(Center for Quantum Devices)，目前正在深入研究实现固态量子计算机的三大有力竞争者，即半导体自旋量子比特、超导门控量子比特和拓扑Majorana量子比特。所有这些都是电压控制的量子比特，让研究人员可以共享技巧，共同解决技术难题。但Kuemmeth很快补充说：“如果我们一开始就无法获得极其干净的半导体晶体，那么所有这些都将是徒劳的。”材料工程学教授Michael Manfra对此表示赞同：“普渡大学在理解导致量子点安静和稳定的机制方面做了大量工作。很高兴看到这项工作为哥本哈根的新型量子比特带来好处。”这一发现的理论框架由澳大利亚悉尼大学提供。悉尼大学量子物理学教授Stephen Bartlett说：“作为一名理论学家，我对这一结果感到兴奋的是，它使我们摆脱仅依靠最近邻的量子比特的约束几何。”他的团队进行了详细的计算，为这一违反直觉的发现提供了量子力学解释。
总的来说，快速自旋交换的演示不仅是一项了不起的科学和技术成就，而且可能对固态量子计算机的体系结构产生深远的影响。原因在于距离：“如果可以可控地交换非相邻量子比特之间的自旋，这将允许网络状的实现，其中增加的量子比特与量子比特的连接将转换为显著增加的计算量子体量。” Kuemmeth预测。
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