以超导电路量子电动力学的测试系统为物理平台，以微弱微波信号测试和超导电子学测量为主要实验手段，研究在毫开级低温情况下人工约瑟夫森原子与量子化微波光场相互作用导致的各种新奇物理效应，如量子纠缠、微波波段电磁感应透明、及微波激射等。发展并在实验上实现对人工超导原子宏观量子态及微波量子化光场态的单量子检测和操纵。.以此为基础，研究以微波量子作为耦合超导量子比特的数据总线，建构量子计算网络的有效途径；寻求基于宏观量子态检测和调控技术的微波光量子器件：如微波单光子源、微波光子纠缠源、微波单光子探测器等有效实现方式，并研究这些器件在高水平军用电子对抗中的可能应用。
