learn-qec

这是一个面向量子测控软件工程师的 QEC 学习仓库。

当前学习从接近零基础开始，以 Daniel Litinski 的论文 A Game of Surface Codes: Large-Scale Quantum Computing with Lattice Surgery 为主要阅读材料，目标不是记住术语或公式，而是逐步建立一套能够用于科研沟通的完整心智模型：

物理错误如何被发现和解码，surface code 如何保护逻辑量子比特，以及逻辑操作如何通过 patch、code cycle 和 lattice surgery 执行。

学习目标

完成主线后，应当能够：

• 用通俗语言解释 QEC 在解决什么问题。
• 区分 physical qubit、logical qubit、stabilizer、syndrome 和 decoder。
• 描述一轮 surface-code error-correction cycle 的完整数据流。
• 解释 logical operator、boundary、code distance 和 threshold 的意义。
• 解释 patch initialization、measurement、deformation 与 lattice surgery。
• 理解 Clifford+T、Pauli product measurement 和 magic state 在容错计算中的作用。
• 从物理错误一路讲到逻辑计算结果，并听懂科研人员提出的主要 QEC 需求。

DSL、Compiler 和硬件 ISA 是本项目的后续工程背景，不是当前学习主线。只有在 QEC 与 surface code 的核心知识建立起来之后，才会单独讨论如何把这些概念表达成 DSL，并 Lower 到具体硬件。

当前进度

• 已确认学习目标与教学方式。
• 已制定完整学习 Roadmap。
• 已完成阶段 0：建立 QEC 与 surface code 的全局地图。
• 已完成阶段 1：最小量子知识包。
• 已完成阶段 2：从一般纠错理解 QEC。
• 已完成阶段 3：学会玩 surface-code patch 游戏。
• 已完成阶段 4：掀开棋盘看真实 surface code。
• 已完成阶段 5：理解 lattice surgery。
• 下一阶段：阶段 6——从量子线路走到 Clifford+T、Pauli rotation 与 magic-state consumption。

仓库导航

• 学习 Roadmap：阶段安排、验收标准和选修内容。
• 阶段学习笔记：已完成阶段的知识、验收和遗留问题。
• 论文转换稿：主阅读材料。
• 论文来源与许可：原始论文、CC BY 4.0 许可和转换说明。

后续每完成一个阶段，都会将阶段笔记、术语、练习和遗留问题记录到仓库，并以独立提交同步到 GitHub。

学习原则

• 先理解问题，再引入术语。
• 优先使用直觉、图示和具体例子。
• 数学只在无法替代或进行工程估算时引入。
• 关键英文术语与中文解释同时保留，方便后续阅读论文和参与技术讨论。
• 当空间关系、流程或状态变化用图更容易理解时，主动生成并保存 Mermaid、SVG/PNG、Draw.io 或其他合适的教学图。
• 每个阶段必须通过复述或小练习验收，而不是仅仅“读过”。
• 工程视角只作为简短旁注，不让硬件指令集干扰 QEC 主线。