本论文报告了我们对基于约瑟夫森结的量子比特(rf SQUID磁通量子比特)的宏观量子现象的研究,包括了使用角度偏置方法进行约瑟夫森结器件的制备,rf SQUID与超导微波谐振腔的耦合的理论研究。在第一章中,首先介绍了宏观量子现象,约瑟夫森物理的基本知识和由约瑟夫森结构建的几种量子比特,对比了他们工作区域的不同。在第二章中,介绍了基于约瑟夫森结的环路的磁通量子比特,首先是由单结构成的环路的情况,然后是由三结构成的情况,尽管他们的结构相似,工作方式却不一样。我们着重介绍了三结构成的环路的磁通量子比特的工作点选取方法和能级的量子化。在第三章中,具体介绍了超导微波谐振腔的工作原理。微波是在传输线中传播的,因此我首先介绍了传输线的理论,而后介绍了将传输线转化为谐振腔的方法,最后将谐振腔中的电磁场量子化。在第四章中,介绍了超导量子器件样品的制备方法。我们首先对器件制作中使用的平面工艺做了简要的介绍,然后具体介绍了基于角度蒸发方法制备约瑟夫森结样品制备方法和超导微波谐振腔的制备方法,并给出了这些器件的初步测量结果。对于SQUID样品,我们主要测量了样品的I-V曲线,对于谐振腔样品,我们主要测量了样品的穿透系数并与模拟结果进行对比。在第五章中,介绍了一个磁通比特与单个微波谐振腔耦合的理论,分析了这样的系统的能级结构,阐明了其工作方式。然后我们对这样的系统进行了发展,理论分析了一个磁通量子比特同时与两个超导谐振腔耦合的系统,并且对系统的直接可测量量——穿透系数进行了理论分析。从这里的理论分析中,我们可以看到其作为量子开关的潜力,并且可以通过这个性质实现两个谐振腔的量子纠缠。在第六章中,总结了本论文并对未来的工作进行了展望。