此前，科学家们已成功使用微波实现了对单个离子的操控。现在，国家标准与技术研究院（NIST）的科研团队首次借用微波让单个镁离子的“自旋”发生旋转并让一对离子自旋发生了纠缠。该研究的合作者、NIST的物理学家迪特里希·莱布弗里得称，这是一套常见的量子逻辑操作，旋转和纠缠可按顺序组合以执行量子力学许可的任何计算。
在实验中，两个离子被电磁场“扣住”并在一个由镀在氮化铝衬垫物上的金电极组成的离子陷阱芯片上盘旋。有些电极会被激活，在离子周围制造出频率介于1GHz到2GHz之间、振动的微波辐射脉冲，微波产生了让离子自旋发生旋转的磁场。离子自旋能被看作是指向不同方向的细小条形磁铁，这些磁铁的方向是一种量子属性，可用来表达信息。
使用微波减少了因激光束指向、能量以及被离子诱导的激光器自发发射的不稳定所导致的错误。然而，科学家们仍然需要改进微波操作才能使实际的量子计算或量子模拟成为可能。在实验中，76%的时间发生了量子纠缠，超过了定义量子属性发生所要求的50%这个最低值，但仍然无法与由激光器操作离子达到的最高值99.3%相抗衡。
莱布弗里得表示：“最终，一台中等大小的量子计算机或许看起来由一部智能手机与激光笔一样的设备结合在一起形成，复杂的量子计算机可能和普通台式机一样大。”