本论文报告了我对超导约瑟夫森结量子器件中宏观量子现象的研究。主要包括以下内容:　　在第一章中，我首先介绍了约瑟夫森结物理的相关知识。然用介绍了超导约瑟夫森结构造量子比特的几种方法，即相位量子比特、磁通量子比特、电荷量子比特，以及他们的耦合方式和测量方法。并且对最近几年相关的实验进行了回顾和展望。最后，介于国际上对于cQED的迅速发展，我又对cQED做了简要介绍。并且从共面波导的电路给出经典和量子哈密顿量。　　第二章中，研究了在含噪声探测设备情况下的磁通量子比特的量子非破坏测量。首先给出了量子非破坏测量的简介和形成条件。其次讨论了噪声对测量率的影响，结果表明噪声对测量时间具有直接影响。它使得获得量子比特的信息时间增长，这个结果可以用量子极限理论来阐述。并且根据测量导致退相位现象和测量概率分布的一致性，我们也可以得到量子极限的类似结果:对量子系统的一个变量进行测量，则与之共轭的另一个变量会受到破坏。最后，我们分析了非理想量子非破坏测量的情况。由于外部噪声与量子比特的非对角项耦合，量子比特的两个态会发生跃迁，这样量子态的初始信息就会受到破坏。　　第三章中，我给出了共面波导谐振腔的设计方案。首先介绍了共面波导在实验中的应用以及发展前景。然后给出了共面波导的微波理论，根据共面波导的介电性质，推导出各种参数具体的定量关系。结果表明，中央条纹的宽度和间距大小对共面波导的行为有至关重要的影响。另一个重要的参数，共振频率，是由中央条纹的长度决定的。而中央条纹的大小对于不同的实验需要要进行不同的设定。本章最后给出了测量需要的各种条件，比如PCB板的设计以及接头的连接方式等。