Quantum correlations in fermionic system are central to many fascinating effects in condensed matter physics. In this Thesis we investigate these correlations from the perspective of quantum information theory. Motivated by recent experiments on ultra cold gases, we develop a “pairing theory” for fermionic systems. Next, we investigate possibilities to gain insight into the correlations of these systems using simulation techniques. On the one hand, we study the power of quantum systems for the simulation of fermionic, bosonic and spin systems. On the other hand, we develop numerical methods applicable to interacting fermionic systems. First, we construct a class of variational states well suited for the approximation of ground and thermal states of systems with short-range interaction. Then, we develop a method that allows the numerical approximation of observables in dynamical processes as well as in equilibrium.      «

Quantum correlations in fermionic system are central to many fascinating effects in condensed matter physics. In this Thesis we investigate these correlations from the perspective of quantum information theory. Motivated by recent experiments on ultra cold gases, we develop a “pairing theory” for fermionic systems. Next, we investigate possibilities to gain insight into the correlations of these systems using simulation techniques. On the one hand, we study the power of quantum systems for the s...     »

Die Quantenkorrelationen fermionischer Systeme, welche eine Vielzahl faszinierender physikalischer Effekte bedingen, werden in dieser Arbeit aus der Perspektive der Quanteninformationstheorie untersucht. Ausgehend von den derzeitigen Experimenten mit ultrakalten Gasen wird zu Beginn eine „Pairing“-Theorie für fermionische Systeme entwickelt. Des Weiteren werden Methoden zur Simulierung dieser Systeme entworfen und untersucht. Als erstes wird gezeigt, welche Möglichkeiten quantenmechanische Systeme zur Simulierung fermionischer, bosonischer und endlich-dimensionaler Quantensysteme bieten. Danach werden numerische Näherungsverfahren, welche auf wechselwirkende fermionische Systeme anwendbar sind, entwickelt. Dabei wird zum einen eine neue Familie von Variationszuständen konstruiert, und zum anderen eine Näherungsmethode entworfen, die es erlaubt, Eigenschaften des Systems in dynamischen Prozessen sowie im Gleichgewicht zu bestimmen.      «

Die Quantenkorrelationen fermionischer Systeme, welche eine Vielzahl faszinierender physikalischer Effekte bedingen, werden in dieser Arbeit aus der Perspektive der Quanteninformationstheorie untersucht. Ausgehend von den derzeitigen Experimenten mit ultrakalten Gasen wird zu Beginn eine „Pairing“-Theorie für fermionische Systeme entwickelt. Des Weiteren werden Methoden zur Simulierung dieser Systeme entworfen und untersucht. Als erstes wird gezeigt, welche Möglichkeiten quantenmechanische Syste...     »