Kliesch, MartinMartinKliesch12546335100000-0002-8009-0549Arienzo, MirkoMirkoArienzo2026-06-152026-06-152026Technische Universität Hamburg (2026)https://hdl.handle.net/11420/63465Randomized quantum measurements with the multi-qubit Clifford group can reconstruct many properties from the same experimental data. However, their implementation is beyond the capabilities of near-term devices. This thesis analyzes randomized protocols beyond group designs, with a focus on shadow estimation and randomized benchmarking. We provide an analytic characterization of shadow estimation with short random quantum circuits, and extend randomized benchmarking to photonic platforms to benchmark passive Gaussian transformations.Randomisierte Quantenmessungen mit der Multi-Qubit-Clifford-Gruppe erlauben die Rekonstruktion vieler Eigenschaften aus denselben experimentellen Daten, übersteigen jedoch die Möglichkeiten nahzeitlicher Quantenhardware. Diese Dissertation untersucht randomisierte Protokolle darüber hinaus von Gruppendesigns, mit Fokus auf Shadow Estimation und Randomized Benchmarking. Wir charakterisieren Shadow Estimation analytisch für kurze zufällige Quantenschaltkreise und erweitern Randomized Benchmarking auf photonische Plattformen zur Bewertung passiver gaußscher Transformationen.enhttps://creativecommons.org/licenses/by/4.0/Randomized benchmarkingRandomized measurementsShadow estimationQuantum computingQuantum informationComputer Science, Information and General Works::004: Computer SciencesDoctoral Thesis10.15480/882.17300Gross, DavidDavidGross