所公开的是一种量子处理系统及操作该量子处理系统的方法。该系统包括第一量子比特，该第一量子比特包含与嵌入半导体衬底且与半导体表面相距一段距离的第一供体簇对结合的第一未配对电子，第一供体簇对中的每个供体簇包括至少一个供体原子。该系统还包括第二量子比特，该第二量子比特包括与嵌入半导体衬底中且与半导体表面相距一段距离的第二供体簇对结合的第二未配对电子，第二供体簇对中的每个供体簇包括至少一个供体原子。此外，微波谐振器位于第一量子比特和第二量子比特之间，其中微波谐振器的第一端耦合到第一量子比特，微波谐振器的第二端耦合到第二量子比特。微波谐振器的光子耦合第一量子比特和第二量子比特。