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光子学为探索非经典计算资源提供了一个出色的平台[1]，因为纠缠可以通过光学非线性效应方便地产生[2-4]，而线性操控协议可在多个自由度上实现[5-7]。人们做出了巨大的努力来产生和操控高维纠缠态，既用于量子力学的检验[8]，也用于量子技术的应用[9]。人们致力于增加单个光子上编码的信息量[10]，并实现高维通用线性运算，以扩展量子处理的能力，增强量子计算和模拟的多功能性[11]。高维量子编码已在光路域[12]、频域[4]、时间模域[13,14]和横向空间模域[15–17]中得到演示。对于第一个域，Reck等人[5]展示了如何使用由相位调制器和耦合器组成的级联基本块实现任意幺正算子。利用Reck等人的方案，在路径域中报道了维数从6到26的可编程矩阵算子和投影仪[9,12,18,19]。然而，仅实现了6×6的任意变换矩阵，而由于移相器和定向耦合器的排列复杂性不断增加，其他演示都是固定的或部分可调的。在频域，量子
具有高维光学空间模式的可编程相干线性量子操作
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