超导量子比特不仅对研究物理学很重要,而且对于建立可扩展的量子信息处理同样也很重要。外场作用下的超导量子比特(quantum bit,简称qubit)会与微观二能级(Two level system,简称TLS)系统耦合,并且外场对于两体qubit-TLS系统动力学性质有重要的关联。纠缠不仅发生在微观层面,在宏观系统如超导量子比特中同样存在纠缠。最近关于外场对超导系统纠缠影响的研究非常多,如纠缠振荡、纠缠死亡以及纠缠死亡又复活等。本论文针对射频超导量子干涉器中的宏观共振隧穿现象以及超导回路的宏观量子特性进行了:共振微波驱动下的超导相位量子比特与微观二能级系统耦合动力学及耦合的纠缠,单周期正弦信号驱动下的射频超导量子干涉器的宏观共振隧穿动力学等方面的系统研究。其研究成果对我们深入理解超导量子比特的宏观量子现象以及有效的操控超导量子比特的特性均有重要意义。论文的主要研究内容及创新点包括:第一,利用两体四能级耦合模型描述共振微波驱动下的两体qubit-TLS系统的动力学,该模型呈现出了该两体系统量子动力学清晰的物理背景。利用纯态下的Schrodinger方程和混态下的Lindblad主方程分别数值模拟了共振微波驱动下的两体qubit-TLS系统的动力学性质。另外,计算了微波与微观二能级系统之间不同的耦合强度对共振微波驱动下该两体qubit-TLS系统的动力学影响,结果表明微观二能级系统与微波的耦合强度对该两体qubit-TLS系统的相干性有一定的影响。以上结论对于分析具体的实验情况,比如微波同时与超导量子比特和微观二能级系统或类似的系统都存在耦合作用时该混合系统的动力学研究提供了帮助。第二,利用实验测量结果数值计算共振微波驱动的两体qubit-TLS系统的纠缠动力学。结论表明不仅可以通过测量qubit-TLS系统其中一方来定量计算两体qubit-TLS系统的纠缠度,而且可以通过调节超导量子比特与共振微波的相互作用时间来调控两体qubit-TLS系统的纠缠度。另外,数值计算了纯态和混态情况下的两体qubit-TLS系统的纠缠度。由于量子系统的退相干效应,两体混态qubit-TLS系统纠缠度呈现振荡衰减,并且出现纠缠死亡以及纠缠死亡又复活等现象。结论表明纠缠振荡以及纠缠复活是源于qubit-TLS的相互耦合作用,而纠缠死亡源于两体qubit-TLS系统与环境的耦合。第三,利用射频超导量子干涉器(rf-SQUID),实验上观测到单周期正弦信号驱动下rf-SQUIID的宏观态之间的宏观共振隧穿现象。双势阱能级间的共振隧穿峰使得超导量子比特的布居数呈现干涉图样。考虑势阱本身以及势阱之间的退相干效应,数值模拟超导量子比特的动力学与外部正弦信号的幅值、频率以及初始相位的关联。超导量子比特的布居数与外部信号参数之间的重要关联为操控量子态提供了一种新的方法。