量子计算机解析 —— 人类技术的极限:英语精读讲义

Kurzgesagt – In a Nutshell

学习难度
1,133 词 171 词/分

视频简介:本片说明晶体管持续缩小为何会碰到量子物理极限,量子位如何借助叠加与纠缠处理信息,以及量子计算为何可能加快数据库搜索和分子模拟,却也会威胁现有加密体系。 主要英语知识点: 1. “In a nutshell,”—习语与比喻表达:识别讲者从复杂原理切换到简要概括的信号,并学会用它引出精炼总结,而不是按“坚果壳”逐字理解。 2. “no matter how far they are apart.”—语法与句型:掌握 no matter how 加形容词构成的让步结构,理解距离无论多远都不改变结果,并迁移到其他“程度不影响结论”的表达。 3. “trial and error.”—固定词块与搭配:理解它指反复尝试、发现错误再调整的过程,读懂传统计算机破解加密为何耗时,也能用于实验、调试和日常解决问题。

本篇讲解

For most of our history, 短語搭配

0:00

在人类历史的大部分时间里,

human technology consisted of our brains,

0:01

人类的技术仅仅包括我们的大脑、

fire, and sharp sticks.

0:04

火,以及削尖的木棍。

短語搭配

用 For most of our history 设置长期时间范围

For most of our history 是置于句首的时间框架,意思是“在人类历史的大部分时期”。这样一来,后面的说法被表示为在一个非常漫长的时期内普遍成立,但仍允许有例外。 这里 most of 衡量的是我们共同历史中所占的时间。它不是“大多数历史故事”或“大多数历史事件”。这种框架能让说话者把之后的变化放到一个长期背景中。

练习

在句子 “For most of the trip, the sea was calm,” 中,开头的短语是什么意思?

  1. 旅途中的大多数事件都与平静的海面有关。
  2. 海面在旅途中的每一刻都很平静。
  3. 海面在旅途中的大部分时间都很平静。
查看答案

海面在旅途中的大部分时间都很平静。

While fire and sharp sticks became power plants and nuclear weapons, 語法

0:06

尽管火和尖木棍后来变成了发电厂和核武器,

the biggest upgrade has happened to our brains.

0:10

但最大的升级发生在我们的大脑上。

語法

表示对比的 while:While X changed, the biggest upgrade...

这里的 while 大致相当于 whereas,也就是“而”或“相比之下”,不只是“在……期间”。它把外部工具的变化和另一种变化并列起来,提示听者比较两者。 第一个分句把从简单工具到发电厂和核武器的巨大演变压缩在一句话中。主句接着把人类思考能力的扩展称为“最大的升级”:大脑本身并没有真的变成机器,而是计算机等技术增强了人们运用思维做事的能力。while 结构让这种思考能力的变化显得比工具的剧烈变化更重要。

练习

哪句话用 while 对比两种发展,而不只是表示它们同时发生?

  1. While the laptop became lighter, its battery became more powerful.
  2. While I was reading, the rain started.
  3. While the bell was ringing, everyone stood quietly.
查看答案

While the laptop became lighter, its battery became more powerful.

Since the 1960s,

0:13

自20世纪60年代以来,

the power of our brain machines has kept growing exponentially,

0:14

我们的“辅助大脑”机器的能力一直呈指数级增长,

allowing computers to get smaller and more powerful at the same time.

0:18

这让计算机在变得越来越小的同时,也越来越强大。

But this process is about to meet its physical limits. 講解

0:22

但这个过程即将迎来它的物理极限。

語法

is about to + 动词:即将发生

Be about to + 动词原形表示某事预计很快就会发生。在本句中,这一进程已经非常接近一个界限;about 是固定结构的一部分,不是“大约”的意思。 这个结构把重点放在事件或变化发生前的那一刻,比一般的将来表述更强调迫近感。

练习

用 be about to 的正确形式完成句子:The doors are closing, and the train ____ leave.

查看答案

is about to

短語搭配

meet its physical limits:触及物理极限

在 meet a limit 中,meet 表示“碰到”或“达到”,不是“会见某人”。这一进程已经发展到了某种限制可能阻止它继续推进的阶段。 Physical limits 指由物理规律、材料或尺寸造成的限制。这里的 its 把这些限制与该进程联系起来,因此整个短语表示这一进程正在触及它还能继续发展的物理边界。

练习

在句子 'The chip design is beginning to meet its physical limits,' 中,短语 'meet its physical limits' 是什么意思?

  1. 召开会议讨论实验室规则
  2. 选择一个临时的商业目标
  3. 达到由物理现实造成的限制
查看答案

达到由物理现实造成的限制

Computer parts are approaching the size of an atom.

0:25

计算机部件的大小正在逼近原子的尺寸。

To understand why this is a problem,

0:29

为了理解为什么这是个问题,

we have to clear up some basics. 短語動詞

0:31

我们必须先理清一些基础知识。

短語動詞

clear up:消除困惑

这里的 clear up 表示通过解释来消除困惑。说话人会先说明一些基础概念,让后面的问题更容易理解。 这个短语动词也可以表示天气转晴,但宾语 some basics 表明这里谈的是把内容弄明白。

练习

哪句话中的 clear up 表示“通过解释来消除困惑”?

  1. We should clean up the meeting room before everyone arrives.
  2. We should clear up this misunderstanding before the meeting.
  3. We should wait for the sky to clear up before we leave.
查看答案

We should clear up this misunderstanding before the meeting.

A computer is made up of very simple components 短語動詞

0:39

计算机是由非常简单的组件构成的,

短語動詞

made up of:表示整体的组成部分

在这句话中,is made up of 的意思是 consists of,也就是“由……组成”。计算机是整体,very simple components 是构成它的各个部分。 使用“整体 + be + made up of + 组成部分”这一结构。be 要随时态和主语变化:The team is made up of...,The teams were made up of....

练习

哪句话正确使用 made up of 来列出一个整体的成员?

  1. The science club is made up of twelve students.
  2. The science club is made of twelve students.
  3. Twelve students are made up of the science club.
查看答案

The science club is made up of twelve students.

doing very simple things,

0:42

做着非常简单的事情:

representing data,

0:44

表示数据,

the means of processing it,

0:45

处理数据的方法,

and control mechanisms.

0:47

以及控制机制。

Computer chips contain modules,

0:49

计算机芯片包含模块,

which contain logic gates, 語法

0:51

模块包含逻辑门,

which contain transistors.

0:52

逻辑门包含晶体管。

語法

which contain ... which contain ...:构建层级关系

第一个 which 引导关系从句,修饰 modules:这些模块包含逻辑门。第二个 which 修饰离它最近的名词短语 logic gates:这些逻辑门包含晶体管。 这种写法把层级关系紧凑地串起来:计算机芯片、模块、逻辑门和晶体管。在这样的链条中,每个 which 从句都要紧跟它所修饰的名词,这样层级才清楚。

练习

哪句话明确表示:机器包含控制单元,控制单元包含电路板,而电路板包含多个传感器?

  1. The machine contains a control unit, which contains a board, which contains several sensors.
  2. The machine contains a control unit, a board, and several sensors.
  3. The machine, which contains a control unit and a board, contains several sensors.
查看答案

The machine contains a control unit, which contains a board, which contains several sensors.

A transistor is the simplest form of a data processor in computers,

0:54

晶体管是计算机中最简单的数据处理器,

basically a switch that can either block or open the way for information coming through.

0:58

基本上就是一个开关,可以阻止或允许信息通过。

This information is made up of bits,

1:04

这些信息由比特组成,

which can be set to either zero or one.

1:06

比特可以被设置为0或1。

Combinations of several bits are used to represent more complex information.

1:09

几个比特的组合被用来表示更复杂的信息。

Transistors are combined to create logic gates,

1:13

晶体管组合起来创建了逻辑门,

which still do very simple stuff.

1:16

而逻辑门做的事情依然非常简单。

For example,

1:18

例如,

an AND gate sends an output of one if all of its inputs are one, 語法

1:19

一个与门(AND gate)如果所有输入都是1,它就输出1,

and an output of zero otherwise.

1:23

否则输出0。

語法

if ...,otherwise:表达规则的两个分支

if 从句给出第一个结果成立的条件:只有当所有输入都是 1 时,与门才输出 1。Otherwise 表示“如果这个条件不成立”,所以另一种结果是输出 0。 这种结构把一条规则分成两个分支:if 条件,结果 A;otherwise,结果 B。Otherwise 指回的是整个条件,而不只是前面的最后一个词或短语。

练习

用一个表示“如果这个条件不成立”的词完成规则:If the door is unlocked, enter; ____, wait outside.

查看答案

otherwise

Combinations of logic gates finally form meaningful modules,

1:25

逻辑门的组合最终形成了有实际意义的模块,

say for adding two numbers. 用詞

1:29

比如用于两个数字的加法。

用詞

say 作为举例标记

在这句话中,say 引出一个可能的例子,也就是将两个数相加。它相当于“比如说”或“假设”,不是“说话”。 这种用法让说话人可以快速插入一个例子,而不表示这是唯一的例子。

练习

在句子“We could choose a simple test, say one that checks whether the light turns on”中,say 起什么作用?

  1. 它转述了另一个人说过的话。
  2. 它把检查灯是否亮起作为一个可能的例子引出来。
  3. 它表示这项测试只能做一次。
查看答案

它把检查灯是否亮起作为一个可能的例子引出来。

Once you can add, 語法

1:31

一旦你能做加法,

you can also multiply,

1:32

你就能做乘法,

and once you can multiply,

1:34

一旦你能做乘法,

you can basically do anything.

1:35

你基本上就能做任何事了。

語法

Once you can ... you can ... 构成的递进链

这里的 once 表示“一旦”或“到了……之后”。每个 once you can ... 从句都指出一种能力,而这种能力会开启下一步;它不是“一次”的意思。 重复这个句型会形成递进链:先会加法,再会乘法,然后能做更复杂的事情。你可以用这种结构说明一种已经掌握的技能如何让后续技能成为可能。

练习

用本课反复出现的连接词完成这条技能链:____ you can read short sentences, you can read a simple story, and ____ you can read a simple story, you can discuss it.

查看答案

Once · once

Since all basic operations are literally simpler than first grade math,

1:37

既然所有的基本运算都比一年级的数学还简单,

you can imagine a computer as a group of 7-year-olds answering really basic math questions.

1:41

你可以把计算机想象成一群7岁的孩子在回答非常基础的数学问题。

A large enough bunch of them could compute anything from astrophysics to Zelda. 表達脈絡

1:46

只要人数足够多,从天体物理学到《塞尔达》都能算出来。

表達脈絡

用 from A to B 表示广泛范围

From astrophysics to Zelda 刻意选取了两个相距很远的端点:一个是严肃的科学领域,另一个是电子游戏。这种巨大反差让人感到它的用途极其广泛,也增添了幽默感。 这里的 from ... to ... 通过说出范围的两个端点来组织信息,暗示还有许多没有逐一列出的应用。它并不是说从一个学科移动到另一个学科。

练习

哪一句使用 from A to B 来概括广泛的种类,而不是表示移动或数字区间?

  1. She walked from the library to the station.
  2. Read chapters from five to ten.
  3. The library has books on topics from ancient history to modern robotics.
查看答案

The library has books on topics from ancient history to modern robotics.

However,

1:51

然而,

with parts getting tinier and tinier, 語法

1:51

随着零件变得越来越小,

quantum physics are making things tricky.

1:54

量子物理学让事情变得棘手起来。

語法

Getting tinier and tinier:重复比较级

Getting tinier and tinier 表示这些零件随着时间推移不断变小。比较级的重复描述的是同一个持续趋势,而不是在比较两组不同的零件。 结构是 get + 比较级 + and + 同一个比较级。Getting 引出变化,而 tinier and tinier 表明这个变化一直朝同一方向发展。

练习

用 loud 的重复比较级完成句子:As the parade approached, the music grew ____.

查看答案

louder and louder

In a nutshell, 習語

1:56

简而言之,

a transistor is just an electric switch.

1:57

晶体管只是一个电开关。

習語

In a nutshell:引出简短总结

In a nutshell 是一个习语,意思是“简而言之”或“只说重点”。在本句中,它告诉听者:接下来会把一个复杂主题压缩成一个简单的解释。 这个短语通常放在简短总结之前,位于句首时后面常接逗号。这里的 nutshell 不是字面上的“坚果壳”。

练习

用本课的总结短语完成句子:____, our club needs more members and a larger meeting room.

查看答案

In a nutshell

Electricity is electrons moving from one place to another,

2:00

电是电子从一个地方移动到另一个地方,

so a switch is a passage that can block electrons from moving in one direction. 語法

2:03

所以开关就是一条可以阻断电子朝某个方向移动的通道。

語法

block electrons from moving:block + 宾语 + from + -ing

block + 宾语 + from + -ing 表示阻止该宾语做出或经历某个动作。在 block electrons from moving 中,electrons 是宾语,from 引出被阻止的动作,moving 是 -ing 形式。 from 后面要用名词或 -ing 形式,不能用动词原形:应说 block electrons from moving,不能说 block electrons from move。

练习

用 from 和 enter 的 -ing 形式完成句子:The filter blocks dust ____ the engine.

查看答案

from entering

Today,

2:08

如今,

a typical scale for transistors is 14 nanometers,

2:08

晶体管的典型尺度是14纳米,

which is about eight times less than the HIV virus's diameter, 語法

2:12

大约是艾滋病病毒直径的八分之一,

and 500 times smaller than a red blood cell.

2:15

比红细胞小500倍。

語法

about eight times less than ... 和 500 times smaller than 的倍数比较

“数字 + times + 比较级 + than”这个结构用倍数关系表示差距。本句想表达的是:14纳米大约是HIV病毒直径的八分之一,也是红细胞大小的五百分之一。 about 表明第一个倍数只是近似值。这些都是尺度比例,不是说从某个长度中减去了8或500个测量单位。

练习

在本句中,500 times smaller than a red blood cell 想表达什么意思?

  1. 它比红细胞短500个测量单位。
  2. 它的大小约为红细胞的五百分之一。
  3. 它的大小约为红细胞的500倍。
查看答案

它的大小约为红细胞的五百分之一。

As transistors are shrinking to the size of only a few atoms,

2:19

随着晶体管缩小到只有几个原子的大小,

electrons may just transfer themselves to the other side of a blocked passage

2:22

电子可能会穿过被阻断的通道,到达另一侧,

via a process called quantum tunneling. 講解

2:26

这个过程叫做量子隧穿。

短語搭配

用 via a process called ... 引出机制名称

via a process called quantum tunneling 的意思是“通过一种名为量子隧穿的过程”。via 引出所采用的机制,called 则把普通名词 process 和它的专业名称连接起来。 当听众可能还不熟悉某个术语时,可以使用“via a process called + 术语”:先说明它是一种起作用的过程,再给出名称。本句把这个过程说明为电子穿过一道按照经典理论本应阻挡它们的势垒的方式。

练习

用以 via 开头的四词目标短语完成句子:The file is protected ____ encryption.

查看答案

via a process called

文化背景

量子隧穿:穿过量子势垒

量子隧穿是一种量子物理效应:即使按照经典物理学,粒子没有足够的能量越过某个能量势垒,也可能在势垒另一侧被探测到。 这里,晶体管中的势垒变得只有几个原子那么宽,因此一些电子可能会隧穿过去,产生不需要的电流。“隧穿”并不是字面意义上的挖隧道,这句话也不是说日常物体可以轻易穿墙。

练习

在微小的晶体管中,quantum tunneling 是什么意思?

  1. 电子可以穿过经典物理学认为它不应当穿过的势垒。
  2. 任何物体都可以随时穿过任何墙壁。
  3. 电子在晶体管中挖出一条真实的隧道。
查看答案

电子可以穿过经典物理学认为它不应当穿过的势垒。

In the quantum realm,

2:28

在量子领域,

physics works quite differently from the predictable ways we're used to, 語法

2:30

物理规律的运作方式与我们习惯的、可预测的方式截然不同,

語法

ways we're used to:省略的关系代词

在 the predictable ways we're used to 中,we're used to 是修饰 ways 的从句。关系代词在从句中作宾语时,英语可以将它省略,因此更完整的形式是 the predictable ways that we're used to。介词 to 留在从句末尾。 这里,be used to 表示“对某事熟悉或习惯”。to 是介词,不是放在动词原形前的不定式标记;这不同于 used to do something,后者表示过去的习惯或状态。

练习

哪一个版本正确补出了省略的关系代词,同时没有改变 the ways we're used to 的意思?

  1. the predictable ways that are used to predict results
  2. the predictable ways that we used to follow
  3. the predictable ways that we're used to
查看答案

the predictable ways that we're used to

and traditional computers just stop making sense. 短語搭配

2:33

传统的计算机也就变得不再合理了。

短語搭配

stop making sense:变得不再说得通

Stop making sense 表示变得不再合乎逻辑、合理或容易理解。动词 stop 表明发生了变化:某事以前行得通或看起来前后一致,但在新的条件下不再如此。 这里的 sense 指逻辑上的合理性,不是身体的感官。这一表达可用于说明某个解释、规则、计划、系统或行为已不再符合事实。

练习

用 stop making sense 的过去式完成句子:The old plan used to work, but after the rules changed, it ____.

查看答案

stopped making sense

We are approaching a real physical barrier for our technological progress.

2:37

我们的技术进步正在逼近一个真正的物理障碍。

To solve this problem,

2:41

为了解决这个问题,

scientists are trying to use these unusual quantum properties to their advantage 短語搭配

2:43

科学家们试图利用这些不寻常的量子特性,

by building quantum computers.

2:47

通过制造量子计算机来将其转化为优势。

短語搭配

use something to your advantage:把某事物化为己用

Use something to your advantage 表示把某个事实、资源,甚至困难转变成对自己有帮助的条件。结构是 use + 事物 + to + 物主形式 + advantage。 在本句中,受益者是科学家,因此 their 指科学家。量子特性是被利用的事物,并不是 advantage 的拥有者。

练习

从 my, your, his, her, our, or their 中选择正确的物主形式,完成目标结构:Leo used the short deadline ____ by focusing on one task.

查看答案

to his advantage

In normal computers,

2:49

在普通计算机中,

bits are the smallest units of information. 文化背景

2:50

比特是信息的最小单位。

Quantum computers use qubits,

2:53

量子计算机使用的是量子比特(qubit),

which can also be set to one of two values.

2:55

它同样可以被设置为两个值之一。

文化背景

bits ... qubits:两种信息单位

这里,bit 是普通计算机使用的基本信息单位,而 qubit 是量子计算机使用的对应单位。Qubit 是 quantum bit 的标准简称,并不是 bit 的非正式拼法。 两者在测量时都可以得到两个值中的一个,但 qubit 并不只是换了名字的普通 bit。这句话先引入两个术语,帮助你理解后面的差异,例如 qubit 在测量前可以处于叠加态。

练习

用量子计算机所用基本信息单位的标准术语完成句子:A quantum computer processes ____.

查看答案

qubits

A qubit can be any two-level quantum system,

2:58

一个量子比特可以是任何双态量子系统,

such as a spin in a magnetic field,

3:00

比如磁场中的自旋,

or a single photon.

3:03

或是一个单光子。

Zero and one are this system's possible states,

3:04

0和1是这个系统的可能状态,

like the photon's horizontal or vertical polarization.

3:07

就像光子的水平或垂直偏振一样。

In the quantum world,

3:11

在量子世界中,

the qubit doesn't have to be in just one of those, 語法

3:12

量子比特不需要仅仅处于其中一种状态,

it can be in any proportions of both states at once.

3:14

它可以同时处于两种状态的任意比例之中。

語法

doesn't have to ... can ...:取消限制

在“doesn't have to be in just one of those”中,doesn't have to 表示“并非必须……”。Those 指前面提到的两种状态,也就是 0 和 1。这个短语并不表示处于其中一种状态是被禁止的。 后面的 can 从句说明额外的可能性:qubit 可以同时处于包含两种状态不同比例的状态中。doesn't have to X; can Y 这个模式先取消原先设想的要求,再给出一种可能或被允许的选择。

练习

完成句子,填入表示“不要求携带纸质票”的短语:At this event, you ____ bring a printed ticket; you can show it on your phone.

查看答案

don't have to

This is called superposition. 文化背景

3:18

这被称为叠加态。

文化背景

superposition(叠加态)

superposition 是上一句所描述状态的名称:在测量之前,量子比特可以表示为两种可能的基底状态按不同比例组合而成的状态。 在这里的简化说明中,superposition 并不表示测量会同时显示两个答案。测量量子比特时,只会得到一个确定的状态。

练习

在这里的简化说明中,superposition 是什么意思?

  1. 量子比特只会在测量之后才在两个状态之间切换。
  2. 在测量前,量子比特可以处于两个可能基底状态的组合中。
  3. 量子比特总会同时显示两种测量结果。
查看答案

在测量前,量子比特可以处于两个可能基底状态的组合中。

But as soon as you test its value, 語法

3:20

但只要你一测试它的值,

say by sending the photon through a filter,

3:22

比如让光子通过一个滤光片,

it has to decide to be either vertically or horizontally polarized.

3:24

它就必须决定是垂直偏振还是水平偏振。

語法

as soon as(……一……就……)

as soon as 连接两个事件,意思是“……一……就……”或“某事一发生,另一件事马上发生”。本句中,测试数值是触发点;从那一刻起,量子比特就必须给出一个确定结果。 as soon as 引导的从句可以放在主句之前或之后:As soon as you test it, it changes; It changes as soon as you test it. 时间从句在前时,通常要用逗号隔开。

练习

用本课中表示“某事一发生就立即……”的三个单词补全句子:____ the alarm sounds, leave the building.

查看答案

As soon as

So, as long as it's unobserved, 語法

3:29

因此,只要它未被观测,

the qubit is in a superposition of probabilities for zero and one,

3:31

量子比特就处于0和1概率的叠加态中,

語法

表示条件的 as long as

在这句话中,as long as 引出后面陈述成立的条件,意思是“只要”或“前提是”:量子位未被观测时,这段状态描述才适用。 这里的 long 不是在比较长度或持续时间。可复用的结构是 as long as + 从句,结果可以放在这个条件之前或之后。

练习

哪句话中的 as long as 用来引出条件?

  1. You can borrow my bike as long as you wear a helmet.
  2. The rope is as long as the table.
  3. We waited for as long as two hours.
查看答案

You can borrow my bike as long as you wear a helmet.

and you can't predict which it will be. 語法

3:35

你无法预测它会是哪一个。

語法

嵌入式疑问句:which it will be

在 predict 后面,which it will be 是一个嵌入式疑问从句,充当动词的宾语。which 指多个可能结果中的一个;这个从句是在陈述不确定性,并不是直接向听者提问。 当 it 是主语时,嵌入式疑问句的语序是 which + it + will + be。因此,predict 后面要用 which it will be;直接提问时才用 Which will it be?。

练习

选择最自然的补全形式:After reviewing the two possible winners, I still can't predict ___.

  1. which will it be
  2. which it will be
  3. it will be which
查看答案

which it will be

But the instant you measure it, 語法

3:37

但在你测量它的瞬间,

it collapses into one of the definite states. 用詞

3:39

它就会坍缩成一个明确的状态。

語法

用 the instant + 从句表示立即发生

在“the instant you measure it”中,the instant 是时间连接表达,后面直接接从句“you measure it”。它表示“就在……的那一刻”或“一……就……”;不需要再加 when。 这个结构把主句事件呈现为在时间从句所说的事件发生时立即出现。叙事或说明流程时,如果要突出精确、突然的时点,就很适合使用它。

练习

用本课表达完成这条安全指示:____ the alarm sounds, leave the building.

查看答案

The instant

用詞

量子测量中的 collapses into a definite state

在这个简化的量子解释中,“collapses into”表示系统从原先的叠加态呈现为一个确定状态,并把它作为观测结果。它描述的是系统状态发生变化,不是实物倒下。 结构是 collapse into + 结果状态。这里的 into 指向结果“one of the definite states”,而不是移动到某个地点。

练习

在句子“After measurement, the qubit collapses into a definite state,”中,“collapses into”是什么意思?

  1. 它被描述为以一个确定状态作为测量结果。
  2. 它移动到了一个名为“状态”的不同地点。
  3. 它真的倒下并落进一个容器。
查看答案

它被描述为以一个确定状态作为测量结果。

Superposition is a game-changer. 習語

3:42

叠加态是一个能改变游戏规则的特性。

習語

Game-changer:能彻底改变现有可能性的事物

Game-changer 是一个习语性的可数名词,指某个人、想法、事件或技术极大地改变局势,使原有的预期或可能性不再适用。它不一定与真正的游戏有关。 这里,说话人把叠加态评价为一项重大突破,因为它改变了计算所能做到的事情。这个表达带有很强的正面评价,不只是中性地表示“一项改进”。

练习

在句子 'A cheap, long-lasting battery would be a game-changer for electric buses,' 中,game-changer 是什么意思?

  1. 会极大改变现有可能性的事物
  2. 在游戏过程中改变规则的人
  3. 影响很小的一项轻微改进
查看答案

会极大改变现有可能性的事物

Four classical bits can be in one of two to the power of four different configurations at a time. 用詞

3:45

四个经典比特在同一时间只能处于2的4次方种不同组合中的一种。

用詞

Two to the power of four:2^4 的英语读法

Two to the power of four 是 2^4 的英语口头读法。Two 是底数,four 是指数,所以它表示把四个 2 相乘:2 × 2 × 2 × 2 = 16。 这个结构是“底数 + to the power of + 指数”。这里的 power 指数学中的幂或指数,不是力量或电力。

练习

以下哪个短语是 3^4 的正确英语读法?

  1. three to the power of four
  2. three times four
  3. four to the power of three
查看答案

three to the power of four

That's 16 possible combinations,

3:50

也就是16种可能的组合,

out of which you can use just one.

3:52

你只能使用其中的一种。

Four qubits in superposition, however,

3:55

然而,四个处于叠加态的量子比特,

can be in all of those 16 combinations at once.

3:57

可以同时处于这16种组合中。

This number grows exponentially with each extra qubit. 短語搭配

4:01

这个数字随着每增加一个量子比特而呈指数级增长。

短語搭配

每增加一个量子位就呈指数增长

“每增加一个量子位就呈指数增长”表示每增加一个量子位,这个数值都会乘以相同的倍数。这里的倍数是二,所以数值按二的幂增长,而不是每次增加一个固定数量。 这里的 exponentially 有明确的数学含义。它表示输入变化时进行重复的乘法,并不只是“增长得非常快”。

练习

在句子“The amount of data grows exponentially with each extra sensor,”中,exponentially 是什么意思?

  1. 每增加一个传感器,它就乘以一个固定倍数。
  2. 每增加一个传感器,它就增加相同的固定数量。
  3. 它增长得很快,但没有说明具体的增长模式。
查看答案

每增加一个传感器,它就乘以一个固定倍数。

20 of them can already store a million values in parallel. 用詞

4:04

20个量子比特就已经可以并行存储一百万个值。

用詞

计算机语境中的 in parallel

“In parallel”表示多项操作或多种表示同时进行,而不是一项接一项地处理。在计算机语境中,它描述工作或信息的组织方式,不是平行线的几何含义。 在本句中,这个短语描述的是许多可能值可以被同时表示这一简化概念。它并不表示一次测量能够把所有这些值分别作为结果返回。

练习

用一个表示“同时进行而不是依次进行”的双词计算机短语完成句子:The two processors handle the jobs ____.

查看答案

in parallel

A really weird and unintuitive property qubits can have is entanglement, 文化背景

4:08

量子比特能够拥有的一个非常奇特且违反直觉的特性是量子纠缠,

a close connection that makes each of the qubits react to a change in the other's state instantaneously,

4:13

这是一种密切的联系,使得每个量子比特都能对另一个状态的改变瞬间作出反应,

no matter how far they are apart. 語法

4:18

无论它们相隔多远。

文化背景

量子物理中的 entanglement(纠缠)

在本句中,entanglement 是量子物理术语“纠缠”,指两个或更多量子系统具有一个共享状态,无法把它们当作彼此独立的个体状态来完整描述。 原句用直观方式说明这种跨越距离的关联,但这并不表示可以利用它以超过光速的方式传递可控制的信息。

练习

在一篇量子物理文章中,entanglement 描述的是什么?

  1. 一种各部分无法被完整独立描述的共享量子状态
  2. 两个粒子被物质绳线绑在一起
  3. 一种发送可控制超光速信息的方法
查看答案

一种各部分无法被完整独立描述的共享量子状态

語法

no matter how far ... apart 结构

这里,no matter how far 引出一个让步条件:距离可以很近,也可以非常远,但主句所说的情况仍然成立。How far 表示距离的任何可能程度,并不是直接提问。 no matter how + 形容词或副词表示“无论……到什么程度”。在 be apart 中,apart 描述事物彼此分隔的距离。

练习

用 no matter + 疑问词这一三词结构完成句子:The two friends stay in touch ____ far apart they live.

查看答案

no matter how

This means that when measuring just one entangled qubit, 語法

4:20

这意味着当仅仅测量一个被纠缠的量子比特时,

you can directly deduce properties of its partners without having to look. 語法

4:23

你就可以直接推断出其伴侣的属性,而无需去查看。

語法

when measuring ...:由主句主语执行动作

在 when measuring just one entangled qubit 中,measuring 的隐含主语是主句主语 you。完整形式是 when you are measuring just one entangled qubit。 这种省略的 -ing 时间从句能让说明文更紧凑。只有当 -ing 动作的隐含执行者与主句主语相同时才这样使用。这里,qubit 是被测量的对象,不是执行测量的事物。

练习

哪一句正确使用了省略的 when 从句,表示 Maya 执行了两个动作?

  1. When checking the results, a missing value caught Maya's attention.
  2. When checking the results, Maya noticed one missing value.
查看答案

When checking the results, Maya noticed one missing value.

語法

without having to look:不必执行某一步

Without having to look 表示不需要查看。without having to + 动词原形这一结构表示,主要动作可以在省去一个通常需要或预期执行的步骤时完成。 这里强调的是不必查看,而不只是说明实际上没有查看。

练习

用 without having to + 动词原形完成句子,表示不需要输入密码:The app signs you in ____ a password.

查看答案

without having to enter

Qubit manipulation is a mind-bender as well. 習語

4:28

量子比特的操作同样非常烧脑。

習語

mind-bender:形容难以理解的事物

mind-bender 是一个非正式名词,指非常难以理解、会让人重新思考原有认识的事物。在这句话中,它表示操控量子比特非常反直觉,也很烧脑。 这是比喻说法,并不是说什么东西真的把大脑弯曲了。它可以表达惊讶或赞叹,也可以表达理解上的困难,所以不一定是负面评价。

练习

在句子 The new puzzle is a mind-bender 中,mind-bender 是什么意思?

  1. 非常难懂或出人意料的事物
  2. 很容易预测的事物
  3. 会把大脑实际弯曲的东西
  4. 用来修理机器的东西
查看答案

非常难懂或出人意料的事物

A normal logic gate gets a simple set of inputs

4:31

一个普通的逻辑门接收一组简单的输入,

and produces one definite output.

4:34

并产生一个确定的输出。

A quantum gate manipulates an input of superpositions,

4:36

而量子门操作的是叠加态的输入,

rotates probabilities,

4:40

它旋转概率,

and produces another superposition as its output.

4:41

并产生另一个叠加态作为其输出。

So, a quantum computer sets up some qubits, 短語動詞

4:45

所以,量子计算机设置了一些量子比特,

短語動詞

sets up:把量子位准备好供后续操作

sets up 是短语动词 set up 的第三人称单数形式,表示准备、安排或配置某物,使它能用于接下来的步骤。在这句话中,量子计算机先设置量子位,然后才进行后续操作和测量。 这里的对象是 qubits。计算机不是单纯把它们放到某个地方,而是把它们调整到计算所需要的初始状态。

练习

在句子 The technician sets up the microscope before the lesson 中,sets up 在这里是什么意思?

  1. 把某物竖起来
  2. 开始行程或触发事件
  3. 准备并安排某物以便使用
  4. 故意欺骗某人
查看答案

准备并安排某物以便使用

applies quantum gates to entangle them and manipulate probabilities,

4:48

应用量子门使它们纠缠并操作概率,

and finally measures the outcome,

4:51

最后测量结果,

collapsing superpositions to an actual sequence of zeros and ones.

4:53

将叠加态坍缩为0和1的实际序列。

What this means is that you get the entire lot of calculations 表達脈絡

4:58

这意味着,你的系统可以进行的所有计算

that are possible with your setup all done at the same time.

5:01

都在同一时间全部完成。

表達脈絡

用 What this means is that 引出解释结论

What this means is that 用来引出对前面信息的结论或通俗解释。本句中的 this 回指前面描述的整个过程,that 后面的内容说明它带来的实际结果。 在这个结构中,what 表示“……的事情”,因此 What this means 是名词性从句,不是直接疑问句。可以用 What X means is that + 结论,把复杂内容转成清晰要点。

练习

用本课的五词解释转场语完成句子:The road is closed. ____ we need another route.

查看答案

What this means is that

Ultimately, you can only measure one of the results,

5:04

最终,你只能测量其中一个结果,

and it will only probably be the one you want,

5:07

而且它可能只是你想要的那一个结果,

so you may have to double-check and try again.

5:09

所以你可能需要反复核对再试一次。

But by cleverly exploiting superposition and entanglement,

5:12

但通过巧妙地利用叠加和纠缠,

this can be exponentially more efficient than would ever be possible on a normal computer. 語法

5:16

这可以比普通计算机更加高效,呈指数级的提升。

語法

exponentially more efficient than would ever be possible 的比较结构

Exponentially more efficient 表示随着问题规模增大,优势按倍数增长,而不是每次只增加一个固定量。本句强调的是规模扩展时的巨大效率优势,不只是速度稍快。 than 从句设定比较的上限。than would ever be possible on a normal computer 是较正式的压缩说法,相当于 than could possibly be achieved on a normal computer。would 表示设想中的极限,ever 把范围扩大到任何可能情况,并不指过去时间。

练习

哪一个句子最准确地改述了高亮部分的比较?

  1. 在过去的一次测试中,它只比一台普通计算机稍微高效一些。
  2. 它只有在有普通计算机可用时才有效率。
  3. 随着问题增大,它的效率优势可以呈指数级增长,超过普通计算机所可能达到的程度。
查看答案

随着问题增大,它的效率优势可以呈指数级增长,超过普通计算机所可能达到的程度。

So, while quantum computers will probably not replace our home computers,

5:21

因此,虽然量子计算机可能不会取代我们的家用电脑,

in some areas, they are vastly superior. 短語搭配

5:25

但在某些领域,它们却具有极大的优势。

短語搭配

vastly superior:强烈比较

vastly superior 表示在重要且明显的程度上好得多。vastly 加强 superior 的语气,因此这里说的是很大的差距,而不是轻微优势。 superior 本身已经含有比较意义。本句中的 in some areas 限定了这个判断:量子计算机只是在某些类型的任务上表现更好,并非各方面都更好。

练习

哪句话用自然的英语作出了强烈且正式的比较?

  1. For image analysis, this tool is more superior than the old one.
  2. For image analysis, this tool is vastly superior to the old one.
  3. For image analysis, this tool is very better than the old one.
查看答案

For image analysis, this tool is vastly superior to the old one.

One of them is database searching.

5:28

其中之一就是数据库搜索。

To find something in a database,

5:30

要在数据库中找到某个东西,

a normal computer may have to test every single one of its entries. 短語搭配

5:32

普通计算机可能要测试每一个词条。

短語搭配

every single one of:一个也不例外

every single one of 表示一个群体中的每一个成员,一个也不例外。single 在这里用来加强 every,并不是“未婚”的意思。 结构是 every single one of + 限定词或所有格 + 复数名词,例如 every single one of its entries。整个短语作主语时,因为 one 是单数,谓语通常用单数:Every single one of the files is checked.

练习

使用这个四词结构强调一个也没有漏掉:Before the trip, Mia checked ____ the seat belts.

查看答案

every single one of

Quantum algorithms need only the square root of that time, 語法

5:36

量子算法只需要测试该时间平方根的次数,

which for large databases is a huge difference.

5:39

对于庞大的数据库来说,这是一个巨大的差别。

語法

need only:限定所需的量或动作

在 need only 中,only 放在实义动词 need 后面,限定所需要的数量或动作。这里表示所需时间只是对照时间的平方根;并不是说只有量子算法才需要某样东西。 这种语序能简洁地强调需求很少。only need 通常也能表达几乎相同的意思,但 need only 在严谨的说明和论证中尤其常见。

练习

用 only 放在 need 后面的两个词完成这条指示:To open the file, you ____ click this button.

查看答案

need only

The most famous use of quantum computers is ruining IT security.

5:42

量子计算机最著名的用途,就是摧毁IT安全系统。

Right now, your browsing, email, and banking data

5:47

目前,你的浏览、电子邮件和银行数据

is being kept secure by an encryption system 語法

5:50

都是被一个加密系统保护着,

語法

is being kept secure:现在进行时的被动结构

Is being kept secure 是 keep something secure 的现在进行时被动形式。结构是“主语 + am/is/are + being + 过去分词”:data + is + being + kept。它把保护呈现为目前正在持续进行的过程。 Secure 描述数据被维持的安全状态,by an encryption system 则说明执行保护功能的机制。Being 是被动动词短语的一部分,本身并不表示“存在”。

练习

使用 keep 的现在进行时被动形式完成句子:During the software update, customer data ____ secure by a backup system.

查看答案

is being kept

in which you give everyone a public key 文化背景

5:52

在这个系统中,你给了每个人一个公钥,

to encode messages only you can decode.

5:54

用来编码只有你才能解码的信息。

The problem is that this public key

5:57

问题在于,这个公钥

can actually be used to calculate your secret private key.

5:59

实际上可以用来计算你的秘密私钥。

文化背景

public key 与 private key:它们在加密中的作用

在这句话中,public key 是可以分享的信息,让其他人能为你加密数据。与它配对的 private key 是由所有者保密、用来解密这些数据的信息。 这里的 key 指密码学数据,不是实体钥匙,也不是账户密码。这是公钥与私钥配对关系的简化模型,用来说明为什么从 public key 计算出 private key 会威胁安全;它并不描述所有加密系统。

练习

在这里描述的简化系统中,哪个术语指由所有者保密并用来解密信息的密钥?

  1. public key
  2. private key
  3. password
查看答案

private key

Luckily,

6:02

幸运的是,

doing the necessary math on any normal computer

6:03

在任何普通计算机上进行必要的数学计算,

would literally take years of trial and error. 講解

6:05

都需要耗费数年的反复试错。

語法

would literally take years:条件性的时长估算

would take + 一段时间用于给出条件性估算:如果有人在普通计算机上尝试这种运算,整个过程就会需要这么久。这里的 would 不是在描述过去反复发生的习惯。 literally 表示 years 是实际的估算,并非单纯夸张。可迁移的结构是“主语 + would take + 时长”,其 if 条件可以明确说出,也可以由上下文暗示。

练习

用表示真实条件性估算的准确四词短语完成句子:Without a faster method, the calculation ____.

查看答案

would literally take years

短語搭配

trial and error:通过反复尝试解决问题

trial and error 指通过尝试一种办法、观察哪里失败,再进行调整,直到找到可行结果的解决或学习过程。 在本句中,它强调普通计算机需要进行大量重复尝试。这里的 trial 是“尝试”,不是“法庭审判”;整个词组通常表示一种过程,而不是逐个计数的事件。

练习

请用一个固定词组补全句子,该词组表示通过反复尝试并纠正错误来解决问题:We found the right settings through ____.

查看答案

trial and error

But a quantum computer with exponential speedup

6:08

但一台具有指数级加速的量子计算机,

could do it in a breeze.

6:10

可以轻而易举地完成。

Another really exciting new use is simulations.

6:12

另一个非常激动人心的新用途是模拟。

Simulations of the quantum world are very intense on resources,

6:15

对量子世界进行模拟会极大地消耗资源,

and even for bigger structures such as molecules,

6:19

而且即便是对于像分子这样较大的结构,

they often lack accuracy.

6:22

它们也往往缺乏准确性。

So, why not simulate quantum physics 語氣意圖

6:24

那么,为什么不使用真实的量子物理

with actual quantum physics?

6:26

来模拟量子物理呢?

語氣意圖

Why not simulate quantum physics?:用反问提出建议

Why not + 动词原形?常用于提出建议,并不一定是真的在追问原因。它把某个行动说成值得一试或顺理成章的下一步。 本句中的 why not simulate ... 把讲解从一个难题推进到一个解决方案。not 后直接使用动词原形 simulate,不能加 to,也不能改成 -ing 形式。

练习

以下哪个句子正确使用 Why not + 动词原形来提出建议?

  1. Why not take the train? It is faster.
  2. Why not to take the train? It is faster.
  3. Why not taking the train? It is faster.
查看答案

Why not take the train? It is faster.

Quantum simulations could provide new insights on proteins

6:29

量子模拟可以提供关于蛋白质的新见解,

that might revolutionize medicine.

6:32

从而可能彻底改变医学。

Right now, we don't know if quantum computers 語法

6:34

目前,我们还不知道量子计算机

will be just a very specialized tool,

6:36

是只会成为一个非常专业的工具,

or a big revolution for humanity.

6:38

还是会成为人类的一场巨大革命。

語法

用 don't know if ... or ... 表达两种不确定结果

这里,don't know if 引出一个嵌入式问句。if 等于 whether:说话者目前还无法判断两种可能的未来中哪一种会发生。 从句中,quantum computers 是主语,而同一个动词短语 will be 同时用于两个选项:just a very specialized tool 和 a big revolution for humanity。这是陈述语序,不是直接问句语序。don't know if/whether X will be A or B 这个结构适合表达两个结果仍未确定。

练习

哪一句正确表达了对两种未来结果的不确定性?

  1. If the project will remain local, it will grow worldwide.
  2. We don't know if will the project remain local or grow worldwide.
  3. We don't know if the project will remain local or grow worldwide.
查看答案

We don't know if the project will remain local or grow worldwide.

We have no idea where the limits of technology are, 語法

6:41

我们完全不知道技术的极限在哪里,

語法

嵌入式问句中的 have no idea where ... are

Have no idea 表示完全不知道,所以语气比简单的 don't know 更强。where 引出缺失的信息,也就是技术的极限究竟在哪里。 Where the limits of technology are 是嵌入式问句,因此采用陈述语序:主语 the limits of technology 加动词 are。直接问句 Where are the limits of technology? 中的倒装在 have no idea 后面会消失。

练习

哪一句在 have no idea 后正确使用了嵌入式问句?

  1. We have no idea where does the nearest station be.
  2. We have no idea where the nearest station is.
  3. We have no idea where is the nearest station.
查看答案

We have no idea where the nearest station is.

and there's only one way to find out. 短語搭配

6:44

要找到答案,只有一种方法。

短語搭配

There's only one way to find out:只有一种办法能知道答案

There's only one way to find out 用来收束讨论,表示光靠猜测或谈论得不到答案。必须亲自尝试、测试、核实,或继续探索。 这里的 find out 是“查明答案、弄清事实”的意思。整个表达把不确定转化为采取下一步行动的理由。

练习

请用目标表达完成句子;它表示只有通过测试才能知道答案:We cannot tell whether the new battery will last all day. ____.

查看答案

There's only one way to find out

This video is supported by the Australian Academy of Science,

6:47

本视频由澳大利亚科学院支持,

which promotes and supports excellence in science.

6:50

该机构旨在促进并支持科学界的卓越发展。

Learn more about this topic and others like it

6:54

了解更多有关此话题及其他类似话题的信息,

at nova.org.au.

6:56

请访问 nova.org.au。

It was a blast to work with them. 習語

6:58

与他们合作非常愉快。

習語

a blast:非常开心的经历

在短语 a blast 中,blast 是非正式名词,表示一段非常开心、特别有趣的时光或经历。It was a blast to work with them 表示这次合作让说话人觉得非常愉快。 这里是强烈的正面评价,与“爆炸”无关。be a blast 这个结构可以描述活动、事件、旅行或某段时间。

练习

哪个句子中的 a blast 表示“一段非常开心的经历”?

  1. A blast of cold wind came through the open door.
  2. The workers heard a blast from the construction site.
  3. The school festival was a blast, and everyone wants to do it again.
查看答案

The school festival was a blast, and everyone wants to do it again.

So, go check out their site.

7:00

所以,去看看他们的网站吧。

Our videos are also made possible by your support on patreon.com. 短語搭配

7:02

我们的视频也得益于你们在 patreon.com 上的支持才得以制作。

短語搭配

be made possible by:说明促成结果的条件

在这句话中,are made possible by 表示“因为您的支持,视频才得以制作”。视频是结果,而 Patreon 上的支持是促成这一结果的条件。 结构“结果 + be + made possible + by + 名词短语”用来指出促成结果的人、资源或条件。它肯定某项重要贡献,但不一定表示这是唯一原因,也不表示支持者亲自创造了这个结果。

练习

用本条笔记中的三个词短语补全致谢语:The free art program was ____ support from local families.

查看答案

made possible by

If you want to support us

7:06

如果你想支持我们,

and become part of the Kurzgesagt bird army,

7:08

并成为 Kurzgesagt 鸟类大军的一员,

check out our Patreon page.

7:10

请访问我们的 Patreon 页面。