イオントラップ量子ビットは、真空チャンバー内で振動する電磁場によって捕捉され、ほとんど動かなくなるまでレーザーで冷却された単一の荷電原子の、内部の電子（または超微細構造の）エネルギー準位に情報を符号化します。ゲートはマイクロ波配線ではなくレーザーパルスで適用されます。同じトラップ内のすべてのイオンは同一であり、共有する運動モードを通じてどのイオン同士も接続できるため、イオントラップ方式のシステムは、チップベースのモダリティを制限する配線の問題を抱えることなく、全対全の結合性を得られます。この結合性は、現時点であらゆるモダリティの中でも屈指の高さを誇るゲート忠実度（Quantinuumは99.9%を超える2量子ビットゲート忠実度を報告しています）と組み合わさっていますが、その代償はゲート速度です。レーザーベースのゲートは、超伝導量子ビットで典型的な数十ナノ秒ではなく、マイクロ秒単位の時間を要します。IonQとQuantinuumは、このモダリティ上に商用システムを構築している2社です。イオントラップ方式のシステムを数百量子ビットを超えて拡張することは、今ではゲート忠実度の問題というよりも、主にインターコネクトとトラップアーキテクチャの問題になっています。