Register aus optischen Pinzetten bieten eine vielseitige Umgebung für die präzise Kontrolle der internen und externen Freiheitsgrade von Quantensystemen aus neutralen Atomen. Dabei ergibt sich eine Fülle von Anwendungsmöglichkeiten in einer Vielzahl an Forschungsfeldern einschließlich Quanteninformationsverarbeitung und -simulation, Vielteilchenphysik sowie Quantensensorik. Die mikrooptische Plattform, welche in dieser Arbeit vorgestellt wird, resultiert in einem großflächigen Dipolfallenregister, das durch einzeln fokussierte Laserstrahlen mit einer Strahltaille von 1.45(10) µm erzeugt wird. Unter Ausnutzung lichtinduzierter Stöße werden in einem typischen Arbeitsbereich von 361 Fallenplätzen 191(17) lasergekühlte Atome räumlich getrennt voneinander bei Fallentiefen im Bereich von k · Millikelvin präpariert. Im Rahmen dieser Arbeit wurde eine Technik implementiert, welche den Transport von Atomen zwischen Fallen erlaubt, womit eine stochastisch gegebene Anfangsverteilung in eine vorgegebene Zielstruktur überführt werden kann. Dies erlaubt nicht nur die Durchführung von Experimenten ausgehend von einem wohldefinierten Anfangszustand, sondern auch die Kompensation von Atomverlusten innerhalb eines Messzyklus und damit die Reduktion der Notwendigkeit von zeitaufwendigen Phasen der Laserkühlung. Basierend auf diesem Ansatz konnten fehlstellenfreie Strukturen aus bis zu 111 Atomen erzeugt und der Weg für Experimente bereitet werden, welche vorher nicht in sinnvoller Zeitdauer durchführbar waren. Entscheidende Fortschritte wurden hinsichtlich der Realisierung von Zwei-Qubit-Operationen in dieser experimentellen Plattform gemacht. Über einen Zwei-Photonen-Prozess wurde die kohärente Kopplung zwischen einem Hyperfein-Grundzustand des 5S½-Grundzustandes und einem 82S½-Rydbergzustand unter Einzelplatzauflösung mit Rabifrequenzen von 2π · 0.78(5) MHz realisiert. Dies ermöglichte den Nachweis der Rydberg-Blockade zwischen Atomen benachbarter Fallenplätze in einem Abstand von 7.0(2) µm unter sequentieller Adressierung. Hinsichtlich der kohärenten Kopplung innerhalb von Hyperfein-Grundzuständen konnten π-Pulszeiten unterhalb von einer Mikrosekunde realisiert werden. Daran anknüpfend wurde die vorliegende Plattform als zweidimensionaler Magnetfeldsensor genutzt. Dieser bietet 270 Einzelatom-Sensoren für parallelisierte Detektion, welche bei einer Sensitivität von 100 nT eine Fläche von 119 µm × 98 µm mit einer räumlichen Auflösung von 7 µm abdecken. Weiterhin konnte die Detektion mit einem unabhängigen Einzelatom-Sensor in einer beweglichen optischen Pinzette gezeigt werden, welche die Erhöhung der räumlichen Auflösung ermöglicht und ein zur parallelisierten Messung übereinstimmendes Ergebnis liefert. Schlussendlich wurden neuartige Konzepte entwickelt, welche einen erheblich höheren Grad an Flexibilität hinsichtlich der im Experiment konfigurierbaren Fallengeometrien bieten. Diese beinhalten räumliche Intensitätsmodulation mit digitalen Mikrospiegeleinheiten (DMD) ebenso wie 3D-gedruckte Mikrolinsenregister. DMD-basierte Adressierung von Mikrolinsen erlaubte die dynamische Anpassung von Fallengeometrien mit Einzelplatzkontrolle. Außerdem erwies sich 3D-Druck als weitere Möglichkeit zur flexiblen Konfiguration von Mikrolinsenregistern. Damit konnte ein hybrider Aufbau optischer Pinzetten entwickelt werden, welcher die Stabilität einer Mikrolinsen-basierten Plattform mit kurzfristiger Anpassbarkeit der Linsengeometrie beruhend auf schneller Prototypenentwicklung von benutzerdefinierten Registern und Echtzeitkontrolle für vielseitige Fallengeometrien kombiniert.