离子阱量子比特把信息编码在单个带电原子内部的电子（或超精细）能级中，这个原子被振荡电磁场固定在一个真空腔中，并用激光冷却到几乎静止。门操作是用激光脉冲而不是微波布线来施加的，而且由于同一个阱中的每个离子都是完全相同的，并且可以通过它们共享的运动模式与其他任意离子相连，离子阱系统天然获得了全连接的连通性，而不受限制芯片式技术路线的布线问题困扰。这种连通性，加上目前所有技术路线中数一数二的门保真度（Quantinuum 报告的双量子比特门保真度已超过 99.9%），是以门操作速度为代价换来的：基于激光的门操作需要微秒量级的时间，而不是超导量子比特典型的数十纳秒。IonQ 和 Quantinuum 是基于这一技术路线构建商业系统的两家公司。把离子阱系统扩展到几百个量子比特以上，如今主要是一个互连和阱结构的工程问题，而不再主要是门保真度的问题。