TY - THES AB - Um die ehrgeizigen Ziele im Feld der zügig voranschreitenden Quantentechnologien zu realisieren, ist es notwendig einen theoretischen Rahmen für realistische Szenarien zu schaffen und Strategien zu entwickeln, welche die Einschränkungen gegenwärtiger Technologien berücksichtigen. In diesem Sinne untersuchen wir verschiedene zentrale Fragestellungen in der theoretischen Beschreibung von Quantentechnologien. Zuallererst wenden wir uns der Quantenmetrologie zu, welche eine Schlüsselrolle in Apparaturen mit störenden äußeren Einflüssen spielt. Dort erleichtert sie passive Fehlerkorrektur durch das Abschätzen unbekannter Parameter und Rauschen in Quantenkanälen. Für bosonische Systeme ermitteln wir leicht implementierbare und robuste Bayessche Strategien zur Abschätzung von Parametern, welche relevant für experimentelle Anwendungen in naher Zukunft sind. Weiters verwenden wir Methoden der Bayesschen Metrologie zur Verteilung von hochdimensional verschränkten Zuständen an mehrere Parteien mittels imperfekter Quantenkanäle. Die verteilten Zustände werden probabilistisch mit lokalen Operationen und klassischer Kommunikation in die Zielzustände umgewandelt. Solche Protokolle können ohne zusätzliche Kosten in der Anzahl an verteilten Zuständen mit eingebauter Kanalabschätzungen verbessert werden, um eine effiziente Verteilung von verschränkten Zuständen in Netzwerken mit unerwünschtem Rauschen zu erlauben. Die Charakterisierung der Verschränkung von mehreren Kopien gemischter Zustände wird somit notwendig um auf das gesamte Potential der verteilten Zustände zugreifen zu können. Wir zeigen, dass genuine Vielteilchenverschränkung durch mehrere Kopien von partiell separablen Zuständen aktiviert werden kann, womit die Fähigkeit zur lokalen gemeinsamen Kontrolle und Manipulation multipler Zustandskopien zu einer kostbaren Ressource wird. Danach wenden wir uns der Beschreibung der beteiligten Messungen zu. Dabei ist es wichtig zu beachten, dass reale Messungen nur näherungsweise den beabsichtigten Messungen entsprechen. Um Verschränkung trotz unvollständiger Kontrolle über die Messapparatur nachzuweisen, ist es vorteilhaft alle verfügbaren Informationen über die ausgeführten Messungen zu verwenden. Wir formalisieren diesen Ansatz durch eine operative Definition der Messungenauigkeit, welche direkt im Labor ermittelt werden kann, und berechnen scharfe Korrekturen von kanonischen Verschränkungszeugen für jedes Niveau von Messungenauigkeiten für zwei Systeme beliebiger Dimensionen. Schlussendlich entwickeln wir ein dreidimensionales Modell des Zustandsraumes eines Qutrits. Obwohl keine treue Darstellung des achtdimensionalen Zustandsraumes, zeigt das Modell dennoch viele relevante geometrische und algebraische Eigenschaften und dient somit als nützliches Werkzeug zur Erforschung höher-dimensionaler Quantensysteme. AU - Simon Morelli CY - Wien DA - 2022/06/15/ DO - 10.25365/thesis.72000 PB - Universität Wien PY - 2022 SE - 2022/06/15/ SP - 100 TI - High-dimensional and multipartite quantum metrology and entanglement theory TT - Hochdimensionale und multipartite Quantenmetrologie und Verschränkungstheorie UR - https://phaidra.univie.ac.at/download/o:1543449 UR - https://utheses.univie.ac.at/detail/62847/ T2 - Fakultät für Physik ER -