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高维量子光子学领域利用多模光子自由度（如光的空间、时间或光谱结构）来编码多能级量子态。近年来，该领域在光量子态的生成、操控与分发方法上取得快速进展，这些技术在量子技术应用中展现出超越传统量子比特方案的实践优势。基于光子时间分箱、频率分箱、横向空间模式、波导路径及时间模式编码的高维光量子态，已实现抗噪声的量子力学基础验证、容错高容量量子通信协议，以及高效的量子信息处理方法等应用范例。然而，该领域研究长期处于相对独立状态，不同光子自由度之间或实验与理论之间缺乏充分交流，各自由度间更无系统对比。本路线图旨在通过梳理各方向进展、发掘跨两个及以上光子自由度的共性挑战与机遇，弥合这一鸿沟。该研究团队系统回顾了单光子和纠缠光子高维量子态编码的早期工作与前沿实验技术，以及相关测量与验证的理论工具；针对各实验自由度和理论框架，明确了待攻克的核心难题，并指出有望突破这些瓶颈的未来研究方向；最后围绕量子态的分布式传输、测量与操控等共性挑战，探讨了将其整合至下一代量子技术平台与应用的发展路径。