中性原子量子ビットは、光ピンセットと呼ばれる強く集束したレーザービームによって真空チャンバー内に捕捉された、単一の電荷を持たない原子の内部エネルギー状態に情報を符号化します。ピンセットは光学的に生成・再配置されるため、数百から数千個の原子からなるアレイを、回路のステップとステップの間で任意の幾何学的配置へと並べ替えることができます。これは他のどのモダリティもネイティブには持たない利点です。2量子ビットゲートは、一対の原子を一時的にリュードベリ状態へと励起することで実装されます。この状態では電子軌道が大きく膨らむため、隣接する原子同士が互いの励起を妨げ合います（リュードベリブロッケード）。このブロッケードこそがもつれを生み出しているのです。QuEra、Pasqal、Atom Computingはいずれもこのモダリティの上に構築しています。ゲート忠実度は歴史的にイオントラップ方式や超伝導方式に後れを取ってきましたが、近年の成果はその差を縮めつつあります。また、原子損失（回路の途中で原子がピンセットから逃げ出すこと）は、他のモダリティにはない、このモダリティ特有の誤りの経路として残っています。