量子信息理论自上世纪八十年代提出后就得到了飞速发展,逐渐在九十年代形成完整的理论体系。这个基于量子力学的新兴学科,挑战经典理论的同时具有不可限量的前途,人们逐渐发现一些在量子尺度特有的物理性质,如量子纠缠,量子不可克隆,量子态的叠加与相干等等,可以应用于信息领域。基于量子原理的信息计算、存储、读取等方面远远优于经典方法,例如利用量子态叠加特性实行的并行算法可以指数提高运算速度,利用量子不可克隆定理可以完成信息的绝对加密传输,利用量子度量学可以极大提高测量精度,突破标准量子极限等等。量子信息领域也面临着很多实验困难,比如量子比特的集成和扩展、信息存储和读取的效率、量子比特与外界环境相互作用而导致的退相干等等。超导电路系统由于其优越的性能,是目前量子信息领域研究的热门实验系统。本文将就超导电路系统的量子信息处理、约瑟夫森结性质和量子非破坏性测量等若干问题及其相关应用前景进行讨论,主要工作涉及以下几个方面:1、超导量子比特退相干时间较短,将量子比特信息写入一个退相干时间较长的腔内可以提高量子计算效率。针对超导电荷量子比特和超导传输线腔耦合而构成的腔QED系统,利用电路量子电动力学原理,分析其量子非破坏性测量的条件,并利用量子非破坏性测量,完成对Fock态及其任意叠加态的制备。2、在制备过程中,超导量子比特和波导的耦合系数、失谐等参数会影响波导内光子状态,量子比特与腔的耦合方式也会对态的制备效果有一定的影响。在本文中我们进一步对Fock态制备过程中系统各参数,例如相互作用强度、失谐等,对制备效果的影响加以讨论。3、制备过程需要可控的初态,每次制备前需要腔弛豫到基态,极大的影响了制备效率,本文提出一种利用反馈响应机制快速制备Fock态的方法,提高了制备成功率的同时缩短了制备时间。