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支持空分复用的自由空间光（FSO）链路为量子多输入多输出（MIMO）信道提供了天然的物理实现方式。研究团队建立了一个基于第一性原理的量子MIMO信道模型，该模型直接源自三维大气湍流中的波动光学传播。该框架明确考虑了模态间串扰、有限检测孔径以及空间模式投影引发的系统-环境分离。研究人员区分了可区分光子态与不可区分光子态，证明不可区分性会导致由矩阵积和式描述的固有多体干涉效应。为获得完全正且保迹的逻辑描述，该团队引入了一种擦除扩展编码——将湍流引起的泄漏和光子损耗映射至带标志的擦除态。最终得到的量子MIMO信道自然退化为具有相关性的n量子比特擦除信道，其相关性源于共享的湍流介质。研究还确定了相关泡利信道作为有效近似出现的极限情况。