现代半导体纳米加工工艺的进步催生了巨大的电子产业，同时推动了基础物理学研究领域在微观量子调控领域的发展。从上世纪九十年代开始，科学家们已经可以在实验室里制备出仅有少数几个电子参与隧穿的量子点结构，精确地调控单个电子的隧穿状态。量子点的自旋或电荷维度形成的二能级体系可以作为量子比特进行量子态的操作，在量子计算领域具有广阔的应用前景。量子计算机需要量子比特保持相干性地扩容，国际上主要认为芯片上的量子比特集成需要依赖超导微波谐振腔作为量子总线，超导量子比特目前在该领域已经实现了九个量子比特的集成，而量子点体系的集成化研究刚刚处于起步阶段。本论文主要研究了半导体量子点和超导微波谐振腔的复合结构，同时还探索了半导体量子点和纳米机械振子耦合的复合结构。　　本论文的主要内容有:　　1.简单介绍量子计算的基本概念，以及本文涉及到的量子点、超导腔等相关的物理概念，石墨烯门控量子点和超导微波腔的制备及基本测量。　　2.从实验上研究了石墨烯量子点和超导微波腔的色散耦合，利用J-C模型对该体系做了理论上的描述，并从量子点演化方程中推导出微波信号中含有量子点的退相干项，从而实现了对量子点退相干时间的测量。　　3.实验上制备了两个石墨烯双量子点和超导微波腔的耦合结构，分别对每个量子点进行了基本性质的表征，接着当两个量子点同时和超导腔发生耦合时测量了超导腔内反射微波信号的改变。为了表征两个量子点的长程耦合，测量了两个量子点的低频噪声信号和低频交叉噪声信号。　　4.测量量子点-超导腔耦合体系中超导腔内微波性质和量子点源漏偏压的关系，发现用该方法可以实现对石墨烯量子点中近藤效应的测量。　　5.用一种新型的转移方法制备了两个碳纳米管机械振子串联耦合的样品，分别对两个机械振子的性质进行了表征，测量到机械模式和单电子隧穿的强耦合。测量到了两个振子机械模式的强耦合，并从理论上研究了利用这种耦合实现长程的量子态传递的可能。　　6.对机械振子中两个机械模式进行了研究，发现利用额外的一路差频信号可以使得任意不同频率差的两个机械模式耦合起来。　　本论文的主要创新点有:　　1.在实验上制备了石墨烯门控量子点和超导微波谐振腔的复合结构，并用该复合结构首次测量了石墨烯量子比特的退相干时间，发现该退相干时间和电荷数目有四重周期性关系。　　2.探索了基于超导微波腔的量子比特长程耦合，测量到了非经典的量子关联，为集成化的量子点量子芯片打下了坚实的基础。　　3.用超导微波腔首次在石墨烯体系中测量到了近藤效应。　　4.首次实现了两个独立的碳纳米管机械振子的耦合。　　5.首次实现了单个机械振子中两个机械模式的参量耦合。