In dieser Arbeit werden mehrere experimentelle Arbeiten auf dem Gebiet der Quanteninformation vorgestellt, die durch die Neugier und Faszination für die einzigartigen und kontraintuitiven Aspekte der Quantentheorie motiviert sind. Die Arbeit beginnt mit einem Überblick über die relevanten Konzepte der Quanteninformation und der Einzel-Photonen-Quantenoptik, bevor die vier Experimente vorgestellt werden. Das erste der Experimente ist eine experimentelle Umsetzung der so genannten kontrafaktischen Kommunikation. Insbesondere stellen wir die erste Realisierung einer solchen Aufgabe vor, bei der die so genannte schwache Spur der informationstragenden Teilchen im Labor der einen Partei verschwindet. Das zweite Experiment beschäftigt sich mit der Frage, wie man die zeitliche Entwicklung eines Quantensystems umkehren kann. Wir stellen die Realisierung eines Zeitrückspulprotokolls für Zweizustandssystem vor, das selbst unter sehr schwachen Annahmen über die Natur der Zeitentwicklung und die Möglichkeiten der Wechselwirkung mit dem betreffenden System funktioniert. Im dritten Experiment lassen wir uns von früheren Arbeiten über Überlagerungen von zeitlichen Ordnungen von Quantenoperationen inspirieren und implementieren eine Überlagerung von zeitlichen Richtungen von Quantenprozessen. Wir zeigen auf halb-geräteunabhängige Weise, dass dies zu einem quantifizierbaren Vorteil bei einer maßgeschneiderten Quanteninformationsverarbeitungsaufgabe führt. Das letzte Experiment ist die Realisierung eines Quanten Switch, der das Problem der Phaseninstabilität löst, das die meisten früheren Implementierungen plagte. Das neuartige Design des Quantenschalters wurde durch die Entwicklung einer Familie von Polarisationsrotatoren mit einzigartigen Eigenschaften bei Gegenausbreitung ermöglicht.

This thesis presents several experimental works within the field of quantum information motivated by a curiosity and fascination by the unique and counter-intuitive aspects of quantum theory. The thesis begins with an overview of the relevant concepts in quantum information, and single-photon quantum optics, before diving into the four experiments. The first of the experiment is an experimental realisation of what is known as counterfactual communication. In particular, we present the first realisation of such a task in which the so-called weak trace of the information carrying particles vanishes in the laboratory of one party. The second experiment deals with the question of how to reverse the time evolution of a quantum system. We present a realisation of a time-rewinding protocol for two-level quantum systems that works even under very weak assumptions on the nature of the time evolution and the ways in which one can interact with the system in question. In the third experiment we take inspiration from previous work on superpositions of temporal orders of quantum operations, and implement a superposition of temporal directions of quantum processes. We show, in a semi-device independent way, that this leads to a quantifiable advantage in a tailored quantum information processing task. The last experiment is a realisation of a quantum switch that solves the issue of phase instability that plagued most previous implementations. The novel design of the quantum switch was facilitated by development of a family of polarization rotators with unique properties under counterpropagation.