Su mayor contribución científica ha sido el desarrollo de tecnologías para fabricar circuitos cuánticos utilizando átomos individuales de silicio y fósforo. Simmons y su equipo lograron colocar átomos con precisión atómica mediante microscopía de efecto túnel, construyendo algunos de los transistores de un solo átomo y dispositivos cuánticos más pequeños del mundo. Estas investigaciones constituyen un paso fundamental hacia la creación de computadoras cuánticas basadas en silicio, compatibles con la tecnología empleada por la industria de los semiconductores. Además, ha impulsado importantes avances en el estudio de los qubits, la coherencia cuántica y el transporte electrónico en nanoestructuras, contribuyendo a la llamada segunda revolución cuántica, caracterizada por el control y la manipulación de sistemas cuánticos individuales con fines tecnológicos.
A lo largo de su trayectoria ha recibido numerosos reconocimientos internacionales, entre ellos la Medalla Hughes de la Royal Society, la Medalla Thomas Ranken Lyle y el título de Australiana del Año 2018, otorgado por su liderazgo científico y tecnológico. También fundó y dirige Silicon Quantum Computing Pty Ltd., empresa dedicada al desarrollo de computadoras cuánticas comerciales. Además de su labor investigadora, Simmons promueve activamente la formación de jóvenes científicos y la participación de las mujeres en las áreas de ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas (STEM). Su trabajo demuestra cómo la investigación fundamental en mecánica cuántica puede transformarse en innovaciones con un enorme potencial para revolucionar la computación, las comunicaciones y el procesamiento de información del siglo XXI.
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