Reichenbachův princip společné příčiny (RCCP) je metafyzickým tvrzením o kauzální struktuře světa. V této práci studujeme jeho matematickou formulaci. Nejprve určujeme explicitní podmínky, za nichž má stav společnou příčinu v kvantové logice. Ukazujeme, že pojem maximální korelace v kvantových logikách se podstatně liší od klasického (Booleovského) případu. Odpovídáme na otevřenou otázku tak, že předkládáme protipříklad založený na kvantové logice dané volným ortomodulárním svazem. Zbytek práce je věnován pojmu úplnosti společných příčin (CCC). Nacházíme nejmenší možný systém, který je netriviálně CCC. Odhalujeme vztah mezi Darbouxovou vlastností a CCC. Podáváme nový důkaz toho, že bezatomické sigmaúplné kvantové logiky jsou CCC. Upřesňujeme tvrzení, že kvantové pravděpodobnostní prostory s jedním atomem musí být CCC. Pro kompatibilní jevy podáváme zjednodušený důkaz existence společné příčiny; pro nekompatibilní uvádíme protipříklad. Skutečnost, že existuje mnoho kvantových logik, které nejsou CCC, vyvolává otázku, zda je lze alespoň vnořit do logik, jež CCC jsou. Tato otázka byla formulována jako jeden z nejdůležitějších otevřených problémů v monografii The Principle of the Common Cause (Cambridge Press) a před naší prací neexistoval žádný publikovaný výsledek. Nám se podařilo takové vnoření zkonstruovat pro kvantové logiky s konečným počtem atomů. Tím zásadně přispíváme k řešení významné otevřené otázky.
Použitelnost mnohých kvantových algoritmů závisí na možnosti připravit vhodný kvantový stav, na němž bude algoritmus vyhodnocen. Toto platí zejména pro kvantové strojové učení, kde datové sady (které mohou být velké) musí být kvantovému zařízení předány skrz přípravu stavu. Avšak NISQ zařízení (kvantové počítače současné doby) trpí šumem, tudíž kvalita výsledku se značně zhoršuje s počtem hradel. Toto činí exaktní metody přípravy stavu nepoužitelnými pro větší počet qubitů kvůli exponenciální hloubce jejich obvodů. V této práci zkoumáme možnost připravování kvantových stavů aproximativně za účelem snížení vlivu šumu, přičemž se omezujeme na metody, které nepoužívají pomocné qubity. Vyhodnocujeme a porovnáváme tři existující metody přípravy stavu: zaprvé, známou exaktní metodu založenou na uniformně řízených rotacích; zadruhé, navrhnutou aproximativní metodu využívající Schmidtův rozklad; zatřetí, přetvoříme VQE do techniky pro přípravu stavu. Tyto tři metody vyhodnocujeme na simulátorech se šumem. Naše výsledky sestávají ze zevrubné teoretické diskuze těchto algoritmů, velké datové sady výsledků experimentů, a důkladné diskuze těchto výsledků doprovázené mnohými vizualizacemi.