近日，我校量子信息交叉研究中心青年教师陈东旭副教授及其合作者在量子信息领域取得重要进展，研究成果以“Toward Universal Transformations of Orbital Angular Momentum of a Single Photon”为题，在国际光学权威期刊Laser & Photonics Reviews上在线发表。该成果研究了对高维光子轨道角动量的任意操控，提出了针对高维量子态任意幺正操作的有效实现方案。我校为第一完成单位，陈东旭副教授为文章第一作者。

高维量子态的任意幺正操作是实现高维量子计算的关键因素，随着系统维度的增加，实现高维量子态任意幺正操作所需要的资源呈指数式增加。因此，设计有效的高维幺正操作实现方案对高维量子计算的实现具有极其重要的意义。该研究通过耦合光子的路径自由度和轨道角动量自由度，提出了对路径—轨道角动量耦合态的幺正操作的有效实现方案，并进一步研究了利用该方案来实现对光子轨道角动量的任意操作。相比现有方案，利用该方案实现高维量子态的任意幺正操作能极大地减少所需要的量子资源。该项研究成果得到国家自然科学基金和江西省自然科学基金的资助。

文章链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/lpor.202300277​

近年来，陈东旭副教授在高维量子计算领域取得一系列研究成果。在另一项研究中，通过利用光子的路径自由度和偏振自由度来实现高维量子态的任意幺正操作，利用高维X门，将所有操作都转换成了对偏振态的操作，大大地简化了实验的实现。该成果于2023年1月发表在Quantum Science and Technology上。

（量子中心 周彦辉）