
ذرة أو جزيء بشحنة كهربائية صافية بسبب فقدان أو اكتساب إلكترونات، يُستخدم هنا ككيوبتات.الأيون هو ذرة أو جزيء فقد أو اكتسب إلكترونًا واحدًا أو أكثر، مما يمنحه شحنة كهربائية صافية موجبة أو سالبة. هذه الشحنة تجعل الأيونات تستجيب للمجالات الكهربائية والمغناطيسية، ولهذا تُستخدم ككيوبتات في الحواسيب الكمومية ذات الأيونات المحصورة. في مثل هذه الأنظمة، تُحتجز الأيونات في مكانها بواسطة مصائد كهرومغناطيسية وتُعالَج بالليزر لتنفيذ عمليات كمومية.
صاغ مايكل فاراداي مصطلح 'أيون' في عام 1834، استنادًا إلى الكلمة اليونانية التي تعني 'سائر'، لأن الأيونات تتحرك نحو الأقطاب في مجال كهربائي. وقد اقترح إغناسيو سيراك وبيتر زولر استخدام الأيونات المحصورة ككيوبتات في عام 1995، وتلت ذلك أولى التجارب الناجحة بعد ذلك بوقت قصير.
عندما تفقد الذرة إلكترونًا، تصبح أيونًا موجب الشحنة؛ وعندما تكتسب إلكترونًا، تصبح سالبة الشحنة. تسمح الشحنة بحصر الأيونات باستخدام مجالات كهربائية في مصيدة باول، حيث تشكل بنية شبيهة بالبلورة. ثم تُستخدم أشعة الليزر لإثارة الأيونات إلى حالات كمومية مختلفة، وتعمل مستويات طاقتها الداخلية كحالتي 0 و1 للكيوبت. تتفاعل الأيونات مع بعضها البعض من خلال التنافر الكولومبي، مما يتيح عمليات التشابك.
تُستخدم الأيونات المحصورة في الحواسيب الكمومية للأبحاث والحسابات صغيرة النطاق، وكذلك في مطياف الكتلة للتحليل الكيميائي، وفي الدافعات الأيونية لدفع المركبات الفضائية.
بُني أول حاسوب كمومي بأيونات محصورة في عام 1995، ويمكن للإصدارات الحالية الحفاظ على الترابط الكمومي لأكثر من دقيقة، وهي مدة طويلة بشكل ملحوظ لنظام كمومي.

