Một trong những kiến ​​trúc máy tính lượng tử có triển vọng nhất là máy tính lượng tử bẫy ion. Thiết kế này đã được đề xuất lý thuyết vào năm 1995 bởi Cirac và Zoller [1].Ion, hay các hạt nguyên tử tích điện, có thể được giới hạn và lơ lửng trong không gian tự do sử dụng điện từ trường. Qubit được lưu trữ trong các trạng thái điện tử ổn định của mỗi ion, và thông tin lượng tử có thể được chuyển qua các chuyển động lượng tử chung của các ion trong một bẫy được chia sẻ (tương tác thông qua các lực Coulomb). Laser được áp dụng để tạo ra các khớp nối giữa các trạng thái qubit (cho các hoạt động qubit đơn) hoặc ghép giữa các trạng thái qubit bên trong và các trạng thái bên ngoài (cho sự vướng víu giữa qubit).Các hoạt động cơ bản của một máy tính lượng tử đã được chứng minh bằng thực nghiệm với độ chính xác cao nhất hiện nay trong hệ thống ion bị bẫy.