This thesis investigates questions related with the quantification, creation and application of entanglement. We first show how the notion of entanglement is modified by the presence of superselection rules. Next, we develop protocols for the optimal generation of squeezing and entanglement from noisy operations. The second part of the thesis applies quantum information methods to quantum many-body problems. We start by investigating the relation of Hamiltonian and correlations for lattices of harmonic oscillators. Next, we turn towards the description of many-body systems in terms of Matrix Product States (MPS) and Projected Entangled Pair States (PEPS). We clarify the relation between entropy scaling laws and the approximability by MPS, and determine the computational complexity of creating and simulating PEPS. Finally, we define Gaussian MPS as a generalization of MPS to bosonic systems.     «

This thesis investigates questions related with the quantification, creation and application of entanglement. We first show how the notion of entanglement is modified by the presence of superselection rules. Next, we develop protocols for the optimal generation of squeezing and entanglement from noisy operations. The second part of the thesis applies quantum information methods to quantum many-body problems. We start by investigating the relation of Hamiltonian and correlations for lattic...     »

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit Fragestellungen im Zusammenhang mit der Quantifizierung, Erzeugung und Anwendung von Verschränktheit. Wir untersuchen, wie sich das Konzept der Verschränktheit unter Superauswahlregeln ändert. Weiterhin entwickeln wir Protokolle zur optimalen Erzeugung von Squeezing und Verschränkheit aus verrauschen Operationen. Im zweiten Teil wenden wir Methoden der Quanteninformation auf Vielteilchensysteme an. Wir untersuchen die Beziehung zwischen Hamiltonoperator und Korrelationen in Gittern harmonischer Oszillatoren sowie befassen uns mit der Beschreibung von Vielteilchensystemen durch Matrixproduktzustände (MPS) und sog. PEPS. Wir untersuchen die Beziehung zwischen der Skalierung von Blockentropien und der Approximierbarkeit durch MPS und bestimmen die Komplexität der Präparation und Simulation von PEPS. Schießlich führen wir Gaußsche MPS als Verallgemeinerung von MPS auf bosonische Systeme ein.     «

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit Fragestellungen im Zusammenhang mit der Quantifizierung, Erzeugung und Anwendung von Verschränktheit. Wir untersuchen, wie sich das Konzept der Verschränktheit unter Superauswahlregeln ändert. Weiterhin entwickeln wir Protokolle zur optimalen Erzeugung von Squeezing und Verschränkheit aus verrauschen Operationen. Im zweiten Teil wenden wir Methoden der Quanteninformation auf Vielteilchensysteme an. Wir untersuchen die Beziehung zwischen Hamiltonopera...     »