通过半导体建立量子计算系统主要有三种途径：异质结构、SRT-嵌入异质结构和量子点阵列。

异质结构中通常存在许多不同的半导体层，它们由相同的元素组成但具有不同的元素比例，这使得每一层的元素比例略有不同。异质结构位于半导体材料薄膜和缓冲层的顶部，以硅衬底作为基底。量子位就存在于异质结构中并与磁化层和异质结量子阱层一起工作。在这些系统中，量子之间互相独立且不可区分，通过电容测量来判断一个量子位元的核自旋是否演变成为单线态或者三重态。这是异质结构最基本的配置，其他配置在此基础上演变。

某些半导体异质结构可以用嵌入在异质结构中的自旋共振晶体管（SRT）来制造，与单一的异质结构系统相比，这种结构具备更多优势，因为它能够促使量子纠缠的产生。SRT的结合形成了一个CNOT门，它能够更精确地控制量子位之间的相互作用，并且消除了在异质结构表面设置多个门的需求。这种系统以不同的方式测量量子位的单线态和三重态。由于量子位处于晶体管和门电极之间，所以沟道电流对带电状态敏感，可以仅通过电流来确定电子状态。如果信道电流发生变化，量子位处于单重态；如果电流恒定，量子位则处于三重态。

另一种方法是通过量子点阵列构建量子计算系统。当两个量子比特耦合时，静电状态下的半导体量子点可以用来降低电子隧穿势垒时的位势。量子点阵列位于半导体异质结构的顶部，量子点在阵列中被耦合。垂直电场中的量子点能够在限定的距离内激发、定位电荷载流子并提示不同的状态。电场的存在使得空穴迁移到缓冲区并让电子保持基态，当电场关闭时，量子点纠缠在一起。读出的数据由量子位的局域自旋态决定，因为当自旋态处于“向下”方向时，电子离开量子点，导致量子位通过量子隧道与储能体产生相互作用；当自旋态处于“向上”方向时，电子保持在量子点内，不产生隧穿效应。激子的塞曼分裂，即电子能级的分裂，使量子点呈现叠加的“0和1”态。因此，量子的所有的状态很容易通过输出的电压和安培区别开来。