量子测量作为获取微观世界信息的角色功能是不可或缺的。有一类测量,在测量过程中不会干扰量子系统的状态,而能连续对某些可观测测量进行读出,这类测量称为量子非破坏性测量(Quantum Nondemolition Measurement)。利用量子非破坏测量的手段,可以对量子系统的某些物理量,进行高精度的读出,从而超越测量的标准量子极限(Standard Quantum Limit)。量子非破坏性测量,在量子信息领域占有重要的地位,在基于测量的量子态制备、量子纠错、基于测量的量子计算(One-Way Quantum Computation)中都是不可或缺的。为了实现对电子自旋量子非破坏性测量,本文采用一个超导磁通量子比特与电子自旋耦合在一起,通过精心设计它们之间相互作用的哈密顿量(Hamiltonian),使得测量满足量子非破坏性的要求,从而实现对电子自旋的量子非破坏性测量。由于单电子自旋与超导磁通量子比特的耦合较弱,很难实现对它的正交投影测量,因此我们引入超冷电子自旋系综,利用电子自旋的集体耦合效应,从而增强了电子自旋与超导磁通量子比特间的耦合强度,在电子自旋与超导磁通量子比特间,实现了CNOT门操作。通过它们间的CNOT门操作,从而实现了对电子自旋带有投影测量功能的量子非破坏性测量。电子自旋与超导磁通量子比特间建立起来的混合量子耦合网络(HybridQuantum Network)具有诸多优势,如电子自旋长的退相干时间、超导磁通量子比特的强耦合等。利用它们的这些优良性质,规避电子自旋耦合较弱、超导磁通量子比特退相干时间短的缺点,有可能建造功能更加强大的混合型量子信息处理装置。本文给出了两个应用,量子信息存储-读写装置和宏观超冷电子自旋系综间的纠缠。