量子计算与量子计算机的研究可以追溯到三十年前。其后，Shor量子因子分解算法和Grover量子搜索算法的提出，使量子计算机真正引起了广泛的关注。量子计算机能够迅速破解广泛采用的RSA密码系统，从根本上超越了经典计算机的计算能力和信息处理能力。目前提出的量子计算实现的物理系统有腔量子电动力学方案、离子阱方案、核磁共振方案、量子点方案和超导量子电路方案。其中超导量子电路方案因其良好的可控性、可扩展性，成为现在发展最快、可集成性最有潜力的方案之一。实现量子计算机的基本单元是量子逻辑门。虽然任意的多比特量子门或者量子计算网络能够被分解成一系列的单比特量子门操作和两比特门，但是如果我们能够直接实现通用的N-比特量子门，将大大降低可扩展量子电路物理实现的复杂性。本论文主要研究的就是利用超导量子比特直接实现三比特量子门。全文主要分为五章：　　第一章介绍了量子计算机的相关理论。简单介绍了量子计算机的历史背景、特点和优势，详细描述了量子计算机的基本模型和物理实现方案，最后介绍了量子计算机实现的困难。　　第二章介绍了超导量子系统的基本理论。超导约瑟夫森结和超导量子干涉器件的理论知识为第四章的工作奠定了基础。　　第三章介绍了超导量子电路的相关知识。虽然第四章的方案没有用到该系统，但了解其基本理论和知识，我们才能进一步提出更具优势的量子计算机实现方案。　　第四章重点介绍了直接实现三比特量子逻辑门的方案。该方案的物理系统有可能进一步直接实现N-比特量子逻辑门，从而大大降低量子计算机物理实现的复杂性。　　第五章为总结。我们对论文内容和意义进行概括，并对该领域未来的发展做了展望。