超导量子比特是基于超导约瑟夫森结的纳米器件，目前是所有提出的物理实现可集成的固态量子计算方案中最有希望的。本文研究了利用几何相在超导量子比特中实现可容错的几何量子计算和搭建超导量子计算实验测量系统，通过约瑟夫森结的宏观量子隧穿效应确定系统的噪声水平。本研究分为两个部分：　　 第一部分研究了如何利用几何相在超导量子比特中实现可容错的几何量子计算。笔者先以磁通型量子比特为例，研究如何利用相干微波脉冲技术在磁通型量子比特中探测几何相的存在。然后提出利用几何相可以实现任意的单比特的量子逻辑门和两个比特的受控的相位移门。以位相型量子比特为例，研究如何构造普适地几何量子逻辑门。建立了一个简单的模型，通过模拟电路中热噪声对几何量子逻辑门保真度的影响，认为这种类型的量子逻辑门对热噪声具有鲁棒性。而且对于位相型量子比特这种不能通过干涉条纹证明其几何相存在的系统，可以通过新发展出来的量子态的扫描评估来证明。　　 第二部分搭建了超导量子比特的实验测量系统。经过努力，将系统的噪声降低到一个非常好的水平，通过约瑟夫森结器件的宏观量子隧穿效应，结的宏观量子隧穿到热激活的转变温度约为50mK。进一步，通过加磁场压低约瑟夫森结的临界电流，减小约瑟夫森结的转变温度，实验观测到宏观量子隧穿曲线在低温下向下移动，确认了系统的噪声温度低于50mK。在实验上分别观测到Bi2Sr2CaCu2O8+δ本征结、Nb结的宏观量子隧穿，热辅助隧穿，热激活三个明显不同的区域，实验和理论预期符合地很好。