以超导Josephson隧道结为基本元件的超导Josephson器件在量子计算，宏观量子效应，非线性效应等领域具有广泛的应用前景。量子计算领域，超导量子比特以其易加工集成，宏观尺寸，易与外界耦合等优势，成为量子计算众多备选方案中非常有竞争力的一种。射频超导量子干涉仪(RF SQUID)等超导功能器件，能够轻易的偏置到任意对称状态，且能够方便地耦合各种信号，在研究诸如随机共振等非线性效应时，备受各领域的关注。本论文系统研究了超导Josephson隧道结的工艺制备及性能，超导相位量子比特的设计、制备及性能测试以及RFSQUID在随机共振中的应用等工作。主要的研究内容包括:　　第一，超导Josephson隧道结的工艺制备和性能研究。研究了利用深紫外曝光和电子束斜蒸发相结合制备超导Josephson隧道结的工艺方法，制备了结面积5 um2左右，超导临界电流为1 uA左右性能较理想的Josephson隧道结。研究了超导Josephson隧道结的Ⅰ-Ⅴ特性，及其与微波相互作用的特性，观测到了跳变电流的共振峰及量子跳跃等量子特性。基于实验结果，提出了一种利用超导Josephson隧道结跳变电流共振峰来标定隧道结基态和第一激发态能级差的方法。　　第二，超导相位量子比特的设计、制备及性能测试。利用Fasthenry软件辅助设计了环路电感为1000 pH的一阶梯度计型超导相位量子比特。我们利用上述提到的制备隧道结的方法制备了实验样品，并测量到了qubit信号。同时，还利用一个螺旋电感型的超导相位量子比特样品，在20 mK极低温条件下，观测到了共振隧穿，qubit能谱，Rabi振荡，退相干等量子效应。　　第三，RF SQUID在随机共振中的应用。我们以RF SQUID为载体，提出了一种利用噪声的作用确定双稳态系统对称性的方法。这种方法实施简单，易操作，可应用于任意对称性可调节的双稳态系统。在此基础上，研究了一种以测量双稳态系统布居分布来表征随机共振的新方法。相比于传统的方法，这种方法避免了繁琐的数据后处理，对信号的时间长度不敏感，且可以区分输入信号的初始相位。