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非均匀二能级系统系综在基础光-物质物理及量子网络应用中均具有重要意义。本研究开发了一个通用波导模型，通过将亚辐射模式映射至具有明确输入-输出关系的有效波导，为这类系统中的集体动力学提供了直观且解析的描述。针对基于回波的量子存储器，该模型揭示了绝热脉冲抑制噪声回波的物理起源，并表明非均匀光-物质耦合可作为无噪声存储的资源。在纠缠生成方面，同一机制揭示了鲁棒控制脉冲此前未被探索的局限性，并由此提出一种克服该局限性的新型复合脉冲方案。这些结果确立了波导模型作为基础集体物理与量子网络协议设计之间的实用桥梁，对非均匀系综中的高保真存储与鲁棒纠缠生成具有直接影响。