超导量子比特是一个利用约瑟夫森结非线性电路特性所构成的二能级系统。结合上文,一个处在超导状态下的 LC 振荡电路会表现出谐振子的物理特性,但由于其能级间的间距是无差别的,即系统可能被激发到各个高激发态,因此不能直接用来做量子比特。此时我们引入约瑟夫森结,其类似三明治结构(在两个超导层中间夹一层很薄的绝缘层),具有宏观量子遂穿效应,可以作为非线性器件来使用。通过非线性器件的引入,我们得以构建不同能级间距的能级态,并选择其基态和第一激发态构成二能级系统。因此,超导量子比特本质上是一种,利用约瑟夫森结在极低温环境下的非线性电路特性,由人工构建二能级系统。