湍流自由空间光链路中的量子MIMO信道建模
量子物理
2026-04-09 v1
摘要
支持空间复用技术的自由空间光（FSO）链路提供了量子MIMO信道的自然物理实现。我们从波光学通过三维大气湍流传播出发，构建了量子MIMO信道的首要模型。该框架显式地考虑了跨模间串扰、有限检测孔径以及由空间模式投影引起的系统-浴之间的分离。我们区分了可区分和不可区分光子的情形，指出不可区分性导致由矩阵永久组成描述的本质性多体干涉效应。为获得完全正定且迹保持的逻辑描述，我们引入了抹除扩展编码，将湍流引起的泄漏和光子损耗映射到标记为抹除状态。 resulting量子MIMO信道自然简化为具有相关性的n量子抹除信道，相关性源于共享的湍流介质。也确定了在哪些情况下相关Pauli信道作为有效近似出现。
引用
@article{arxiv.2604.06931,
title = {Quantum MIMO Channel Modeling in Turbulent Free-Space Optical Links},
author = {Heyang Peng and Seid Koudia and Semih Oktay and Mert Bayraktar and Symeon Chatzinotas},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.06931},
year = {2026}
}
备注
13 pages, 4 figures