eprintid: 12188
rev_number: 6
eprint_status: archive
userid: 1
dir: disk0/00/01/21/88
datestamp: 2011-07-07 11:03:51
lastmod: 2014-04-03 22:44:44
status_changed: 2012-08-15 09:00:14
type: doctoralThesis
metadata_visibility: show
creators_name: Siomau, Michael
title: Entanglement and Optimal Quantum Information Processing
title_de: Verschränkung und Optimal Quanteninformationsverarbeitung
ispublished: pub
subjects: 530
divisions: 130200
adv_faculty: af-13
keywords: entanglement , optimal quantum transformations
cterms_swd: Quanteninformatik
abstract: Heute stehen wir am Anfang einer neuen Ära der Informationsverarbeitung,  in der Quantentechnologien immer bedeutsamer werden. Ungeachtet bedeutender  Fortschritte bei der experimentellen Erzeugung und Manipulation sowie der  theoretischen Beschreibung von einfachen Quantensystemen, in den letzten  drei Jahrzehnten, gibt es noch viele ungelöste Probleme im Verständnis des  Verhaltens und der Eigenschaften von komplexen Vielteilchenquantensystemen.  In dieser Dissertation wird eine theoretische Untersuchung einer Reihe von  Problemen im Zusammenhang mit der Verschränkung - dem nichtlokalen Merkmal  von komplexen Quantensystemen - in Vielteilchenzuständen endlichdimensionaler  Quantensysteme durchgeführt. Wir betrachten zusätzlich optimale Möglichkeiten  zur Manipulation solcher Systeme. Der Schwerpunkt der Arbeit liegt insbesondere auf optimalen Quantentransformationen die eine gewünschte Operation unabhängig  von den Anfangszuständen des Systems erlauben. Der erste Teil dieser Arbeit  widmet sich dabei einer detaillierten Analyse, wie sich die Verschränkung in  Qubit-Systemen unter Einwirkung einer nichtunitären Dynamik (zeitlich)  entwickelt. Im zweiten Teil der Arbeit konstruieren wir mehrere optimale zustandsunabhängige Transformationen, untersuchen ihre Eigenschaften und  schlagen Anwendungen in der Quantenkommunikation und im Quantencomputing vor.
abstract_translated_text: Today we are standing on the verge of new enigmatic era of quantum  technologies. In spite of the significant progress that has been  achieved over the last three decades in experimental generation and  manipulation as well as in theoretical description of evolution of single quantum systems, there are many open problems in understanding  the behavior and properties of complex multiparticle quantum systems.  In this thesis, we investigate theoretically a number of problems  related to the description of entanglement - the nonlocal feature of  complex quantum systems - of multiparticle states of finite-dimensional  quantum systems. We also consider the optimal ways of manipulation of  such systems. The focus is made, especially, on such optimal quantum  transformations that provide a desired operation independently on the  initial state of the given system. The first part of this thesis, in  particular, is devoted to the detailed analysis of evolution of  entanglement of complex quantum systems subjected to general non-unitary  dynamics. In the second part of the thesis we construct several optimal  state independent transformations, analyze their properties and suggest their applications in quantum communication and quantum computing.
abstract_translated_lang: eng
date: 2011
date_type: published
id_scheme: DOI
id_number: 10.11588/heidok.00012188
ppn_swb: 165096305X
own_urn: urn:nbn:de:bsz:16-opus-121882
date_accepted: 2011-07-06
advisor: HASH(0x564e1c542468)
language: eng
bibsort: SIOMAUMICHENTANGLEME2011
full_text_status: public
citation:   Siomau, Michael  (2011) Entanglement and Optimal Quantum Information Processing.  [Dissertation]     
document_url: https://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/12188/1/Siomau.pdf