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近年来，量子力学无论是在理论还是在实验方面，都取得了迅速的发展。特别是在量子计算和量子通信领域，更是不断有新的成果。目前，已有不少的物理系统被研究用来作为量子比特的物理载体。其中，超导量子比特由于具有其他的量子比特所无法比拟的优越性正在越来越被受到重视。超导约瑟夫森结是超导量子比特的基本元件，了解它的宏微观量子特性是应用它进行量子计算的必要条件。本论文的工作主要包括以下三个方面：
1.实验样品的安装工艺
因样品脆弱，易被静电击穿，且样品会从常温冷却至极低温度(20 mK)，安装过程中要保护好样品，注意静电防护，考虑热胀冷缩的影响，使用点焊仪进行精密焊接。
2.超导相位比特的宏观量子效应及对微波的响应
在16 mK的极低温下，我们对电流偏置的Nb/AlOx/Nb结进行了跳变电流统计分布的测量。在没有外加微波的辐照时，分布曲线只有一个峰；在有外加微波的辐照时，其跳变电流的统计分布除了基峰外，会出现谐振峰，形成双峰结构。该谐振峰的位置和结的量子化的能级相关，其高度随外加微波功率的改变而改变。随微波功率和频率的变化，跳变电流出现非线性变化，我们建立了一个模型解释主峰压缩现象，与实验测量结果有很好的符合，并提供了一个新的方法计算约瑟夫森结的阻尼参数。
3.超导磁通比特RF-SQUID的宏观量子效应及对微波的响应
在测量超导磁通比特信息时，我们给出了低通和带通两种测量电路。低通电路采用双绞线，通过RC滤波器、铜粉滤波器，再接到样品上。该方法可以用于测量DC-SQUID结的跳变电流统计分布，从而获知量子比特的信息。带通电路用微波同轴线作为导线，通过衰减器、铜粉滤波器，到样品上，再通过电容接地。该方法可以用于测量超导量子比特的量子化能级、迟豫时间、Rabi振荡等特性。有微波存在时，DC-SQUID结跳变电流的分布会产生变化，出现与频率对应的峰和谷。