量子网络是分布式量子计算和量子通信的基础,由量子节点和量子信道构成。量子通道既可以直接在节点之间传递量子信息,也可以将纠缠分布在整个网络中。量子态在整个网络中的分布将导致网络中出现非局域性和非经典性。这些特性不仅能够对量子理论的预测进行基本验证,还可以作为量子通信和量子计算的基础。因此,量子网络允许用户以目前技术无法实现的方式执行各种量子信息任务。它的实现是量子科学面临的一个关键挑战。在众多的物理系统中,超导电路系统具有比常见的腔QED系统更强的耦合以及更好的可扩展性。这使得该系统成为实现分布式量子网络的主要平台之一。因此,本文将重点关注量子网络系统中的非局域相互作用,并基于超导电路系统探索非局域量子网络的动力学及其相关应用。本论文首先概述了量子网络的基本概念和研究进展,通过与经典网络的对比,简要的论述了量子网络所独有的特点和优势以及研究意义,并简单的介绍了几种实现量子网络的物理平台。这之后,重点介绍了其中的超导电路的研究现状,并分别介绍几种不同结构的电路以及它们在量子网络中的应用。随后,简单的回顾了本论文中将会用到的一些物理概念以及基础理论,例如,量子态和相干态的基本概念,散射理论和输入输出关系,马尔科夫主方程方法等基本理论。之后,提出了一个由分离双原子构成的量子路由方案。基于量子干涉,发现调节双原子的失谐,间距和耦合强度都可以实现对光子输出路径的选择,而不需要经典场的辅助。不同于单原子的方案,当系统满足驻波条件以及特定对称性时,输入光子可以完全重定向至指定的端口。当系统存在弱耗散时,系统应当选择适当的原子失谐才能实现较高的光子路由效率。最后,提出了一个更为精确的描述分离谐振子的主方程,证明了非马尔科夫性主要来源于系统的延时效应。当系统间距可以忽略时,主方程给出的精确解与马尔科夫解是一致的。但随着系统间距增大,两者的偏差逐渐增大,延时效应在动力学中将占主导地位。与马尔科夫情况类似,在长时极限下系统仍然存在所谓的暗模式,但延时效应将直接影响暗模式最终的平均光子数。