中性原子量子比特把信息编码在单个不带电原子的内部能量态中，这个原子被一束聚焦得很紧的激光（称为光镊）固定在真空腔中。由于光镊是通过光学方式产生和重新定位的，由数百到数千个原子组成的阵列可以在电路的各个步骤之间重新排列成任意几何形状，这是其他技术路线都不具备的天然优势。双量子比特门是通过短暂地把一对原子激发到里德堡态来实现的，在这种状态下它们的电子轨道会膨胀到足以让相邻原子彼此阻塞对方的激发（即里德堡阻塞），正是这种阻塞效应产生了纠缠。QuEra、Pasqal 和 Atom Computing 都基于这一技术路线构建硬件。门保真度在历史上一直落后于离子阱和超导量子比特，尽管最近的结果已经缩小了这一差距，而原子损耗（原子在电路运行过程中逃出光镊）仍然是其他技术路线所没有的一种独特错误通道。