在处理信息时，我们需要对量子态进行必要的操作和测量，但是这样就会导致退相干的出现。实现大规模的量子计算就需要克服这个因素所带来的影响。首先我们就必须要保证系统有足够长的相干时间，那么我们可以通过减少控制线路和测量装置来实现，这是一种可行而又直接的方法。这个设计的优势就是利用可调节的耦合作用，使不参与逻辑运算的量子比特控制电路和测量电路对系统整体影响大大减小，从而延长系统的有效相干时间。在不同的物理系统中，超导量子线路是实现量子计算机最具前景的体系之一，但是体系与周围环境的不利的耦合作用总会导致量子相干性的退化。本文中，我们提出了一个非常巧妙的方案，主要是利用减少控制线路和测量装置来减小退相干，完成多个比特的纠缠态制备。通过控制多体系统中任意两个比特之间耦合强度和作用时间，实现交换逻辑门，而其他的比特之间作用非常小，甚至接近于零，从而减小系统的噪声和外界控制电路涨落的影响。本论文完成如下主要工作:　　1.基于最新的实验技术，我们从理论上来研究超导相位比特之间的相互作用强度调节方式和作用形式，在这种可调节的相互作用基础上构建交换逻辑门。利用交换逻辑门和少数的单比特逻辑门进行量子计算，实现了任意逻辑操作和多比特纠缠态制备等;　　2.通过控制快速绝热通道实现从CBJJ（宏观系统）到TLS（微观系统）量子态的存储和读取，可以有效抑制环境噪声所引起的退相干，进而获得一个高效率和高保真的量子存储。超导比特之间的耦合作用的形式多样性、可调性以及作用强度的可控制性为实现量子多体系统的模拟提供了一个天然的工具。