自旋量子比特把信息编码在单个电子或原子核的自旋取向上，这个电子或原子核被限制在半导体（最常见的是硅）中一个极小的区域内，称为量子点。由于其制造工艺在很大程度上借用了现有的半导体产业，自旋量子比特的物理尺寸很小，大约比一个超导 transmon 小上千倍，这使得这一技术路线在未来利用芯片产业已有的工具，把大量量子比特集成到单块芯片上时颇具吸引力。历史上，这一技术路线的短板一直在于控制：以高保真度读出和耦合自旋量子比特，所花费的时间比超导或离子阱量子比特更长，不过来自 Intel、Diraq 以及 HRL Laboratories（该公司于 2026 年被 IBM 收购，正是看中其硅基自旋量子比特工程能力）等团队的进展，已经在逐步缩小这一差距。经过同位素纯化的硅自旋量子比特，其相干时间可以比超导量子比特高出好几个数量级。