量子電腦解析 —— 人類技術的極限:英語精讀講義

Kurzgesagt – In a Nutshell

學習難度
1,133 詞 171 詞/分

影片簡介:本片說明電晶體持續縮小為何會碰到量子物理極限,量子位元如何運用疊加與糾纏處理資訊,以及量子運算為何可能加快資料庫搜尋和分子模擬,卻也會威脅現有加密系統。 主要英語知識點: 1. “In a nutshell,”—慣用語與比喻表達:辨識講者從複雜原理轉入簡要概括的訊號,並學會用它帶出精煉總結,而不是照字面理解成「堅果殼裡」。 2. “no matter how far they are apart.”—文法與句型:掌握 no matter how 加形容詞形成的讓步結構,理解距離無論多遠都不改變結果,並套用到其他「程度不影響結論」的表達。 3. “trial and error.”—固定語塊與搭配:理解它指反覆嘗試、發現錯誤再調整的過程,讀懂傳統電腦破解加密為何耗時,也能用於實驗、除錯與日常解題。

本篇講解

For most of our history, 片語搭配

0:00

在人類歷史的大部分時間裡,

human technology consisted of our brains,

0:01

人類的科技僅由我們的大腦、

fire, and sharp sticks.

0:04

火,以及削尖的木棍所組成。

片語搭配

用 For most of our history 設定長期時間範圍

For most of our history 是放在句首的時間框架,意思是「在人類歷史的大部分時期」。如此一來,後面的說法就被呈現為在一段非常漫長的時間內普遍成立,但仍保留例外。 這裡的 most of 衡量的是我們共同歷史中所占的時間。它不是「大多數歷史故事」或「大多數歷史事件」。這種框架能讓說話者把之後的變化放進長期背景中。

練習

在句子 “For most of the trip, the sea was calm,” 中,開頭的片語是什麼意思?

  1. 旅途中的大多數事件都與平靜的海面有關。
  2. 海面在旅途中的每一刻都很平靜。
  3. 海面在旅途中的大部分時間都很平靜。
查看答案

海面在旅途中的大部分時間都很平靜。

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

0:06

雖然火和尖木棍後來演變成了發電廠和核子武器,

the biggest upgrade has happened to our brains.

0:10

但最大的升級其實發生在我們的大腦上。

文法

表對比的 while:While X changed, the biggest upgrade...

這裡的 while 大致相當於 whereas,也就是「而」或「相較之下」,不只是「在……期間」。它把外部工具的變化和另一種變化並列起來,提示聽者比較兩者。 第一個子句把從簡單工具到發電廠和核武器的巨大演變濃縮在一句話中。主要子句接著把人類思考能力的擴展稱為「最大的升級」:大腦本身並沒有真的變成機器,而是電腦等科技增強了人們運用思考完成事情的能力。while 結構讓這種思考能力的變化顯得比工具的劇烈變化更重要。

練習

哪一句使用 while 對比兩種發展,而不只是表示它們同時發生?

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

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

Since the 1960s,

0:13

自20世紀60年代起,

the power of our brain machines has kept growing exponentially,

0:14

我們「大腦機器」的能力持續呈指數級成長,

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

0:18

讓電腦在變得越來越小的同時,也變得越來越強大。

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

0:22

但這個過程即將面臨其物理極限。

文法

is about to + 動詞:即將發生

Be about to + 原形動詞表示某件事預計很快就會發生。在本句中,這個進程已經非常接近一個界限;about 是固定結構的一部分,不是「大約」的意思。 這個結構把重點放在事件或變化發生前的那一刻,比一般的未來表述更強調迫近感。

練習

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

查看答案

is about to

片語搭配

meet its physical limits:觸及物理極限

在 meet a limit 中,meet 表示「碰到」或「達到」,不是「會見某人」。這個進程已經發展到某種限制可能阻止它繼續推進的階段。 Physical limits 指由物理定律、材料或尺寸造成的限制。這裡的 its 把這些限制與該進程連結起來,因此整個片語表示這個進程正在觸及它還能繼續發展的物理邊界。

練習

在句子 'The chip design is beginning to meet its physical limits,' 中,片語 'meet its physical limits' 是什麼意思?

  1. 選擇一個暫時的商業目標
  2. 達到由物理現實造成的限制
  3. 召開會議討論實驗室規則
查看答案

達到由物理現實造成的限制

Computer parts are approaching the size of an atom.

0:25

電腦零件的尺寸正逼近原子的大小。

To understand why this is a problem,

0:29

為了解釋為什麼這是個問題,

we have to clear up some basics. 片語動詞

0:31

我們必須先釐清一些基礎知識。

片語動詞

clear up:釐清疑惑

這裡的 clear up 表示透過解釋來消除困惑。說話者會先說明一些基本概念,讓後面的問題更容易理解。 這個片語動詞也可以表示天氣轉晴,但受詞 some basics 顯示這裡談的是把內容弄懂。

練習

哪一句中的 clear up 表示「透過解釋來消除困惑」?

  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 片語動詞

0:39

電腦是由非常簡單的元件所構成,

片語動詞

made up of:表示整體的組成部分

在這句話中,is made up of 的意思是 consists of,也就是「由……組成」。電腦是整體,very simple components 是構成它的各個部分。 使用「整體 + be + made up of + 組成部分」這個結構。be 要隨時態和主詞改變:The team is made up of...,The teams were made up of....

練習

哪一句正確使用 made up of 來列出一個整體的成員?

  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

做著非常簡單的事情:

representing data,

0:44

表示資料、

the means of processing it,

0:45

處理資料的方法,

and control mechanisms.

0:47

以及控制機制。

Computer chips contain modules,

0:49

電腦晶片包含模組,

which contain logic gates, 文法

0:51

模組包含邏輯閘,

which contain transistors.

0:52

邏輯閘包含電晶體。

文法

which contain ... which contain ...:建立層級關係

第一個 which 引導關係子句,修飾 modules:這些模組內含邏輯閘。第二個 which 修飾離它最近的名詞片語 logic gates:這些邏輯閘內含電晶體。 這種寫法能緊湊地串起層級關係:電腦晶片、模組、邏輯閘和電晶體。在這樣的鏈條中,每個 which 子句都要緊接在它所修飾的名詞後面,層級才會清楚。

練習

哪一句明確表示:機器內含控制單元、控制單元內含電路板,而電路板內含數個感測器?

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

電晶體是電腦中最簡單的資料處理器形式,

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

0:58

基本上就是個開關,可以阻擋或允許資訊通過。

This information is made up of bits,

1:04

這些資訊由位元所組成,

which can be set to either zero or one.

1:06

位元可以被設定為0或1。

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

1:09

幾個位元的組合被用來表示更複雜的資訊。

Transistors are combined to create logic gates,

1:13

電晶體組合起來能建立邏輯閘,

which still do very simple stuff.

1:16

而邏輯閘做的事情依然非常簡單。

For example,

1:18

舉例來說,

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

1:19

一個及閘(AND gate)如果所有輸入皆為1,它就會輸出1,

and an output of zero otherwise.

1:23

否則輸出0。

文法

if ...,otherwise:表達規則的兩個分支

if 子句提出第一個結果成立的條件:只有在所有輸入都是 1 時,邏輯閘才會輸出 1。Otherwise 表示「如果這個條件不成立」,所以另一個結果是輸出 0。 這種結構把一條規則分成兩個分支:if 條件,結果 A;otherwise,結果 B。Otherwise 指回的是整個條件,而不只是前面的最後一個詞或片語。

練習

用一個表示「如果這個條件不成立」的詞完成規則:If the door is unlocked, enter; ____, wait outside.

查看答案

otherwise

Combinations of logic gates finally form meaningful modules,

1:25

邏輯閘的組合最終形成了有意義的模組,

say for adding two numbers. 用詞

1:29

例如用於兩個數字的加法。

用詞

say 作為舉例標記

在這句話中,say 引出一個可能的例子,也就是把兩個數字相加。它相當於「例如」或「假設」,不是「說話」。 這種用法讓說話者可以快速插入一個例子,而不表示這是唯一的例子。

練習

在句子“We could choose a simple test, say one that checks whether the light turns on”中,say 有什麼作用?

  1. 它表示這項測試只能做一次。
  2. 它轉述了另一個人說過的話。
  3. 它把檢查燈是否亮起當成一個可能的例子引出來。
查看答案

它把檢查燈是否亮起當成一個可能的例子引出來。

Once you can add, 文法

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情了。

文法

Once you can ... you can ... 構成的遞進鏈

這裡的 once 表示「一旦」或「到了……之後」。每個 once you can ... 子句都指出一種能力,而這種能力會開啟下一步;它不是「一次」的意思。 重複這個句型會形成遞進鏈:先會加法,再會乘法,然後能做更複雜的事情。你可以用這種結構說明一種已經學會的技能如何讓後續技能成為可能。

練習

用本課重複出現的連接詞完成這條技能鏈:____ 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

既然所有的基本運算都比一年級的數學還簡單,

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

1:41

你可以把電腦想像成一群7歲小孩在回答非常基礎的數學問題。

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

1:46

只要人數夠多,從天體物理學到《薩爾達》都能算出來。

表達脈絡

用 from A to B 表示廣泛範圍

From astrophysics to Zelda 刻意選了兩個相距很遠的端點:一個是嚴肅的科學領域,另一個是電玩。這種巨大反差讓人感覺它的用途極為廣泛,也增添了幽默感。 這裡的 from ... to ... 藉由說出範圍的兩個端點來組織資訊,暗示還有許多沒有逐一列出的應用。它並不是表示從一個學科移動到另一個學科。

練習

哪一句使用 from A to B 來概括廣泛的種類,而不是表示移動或數字區間?

  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, 文法

1:51

隨著零件變得越來越小,

quantum physics are making things tricky.

1:54

量子物理學讓事情變得棘手起來。

文法

Getting tinier and tinier:重複比較級

Getting tinier and tinier 表示這些零件隨著時間推移不斷變小。比較級的重複描述的是同一個持續趨勢,而不是在比較兩組不同的零件。 結構是 get + 比較級 + and + 同一個比較級。Getting 引出變化,而 tinier and tinier 表示這個變化一直朝同一方向發展。

練習

用 loud 的重複比較級完成句子:As the parade approached, the music grew ____.

查看答案

louder and louder

In a nutshell, 慣用語

1:56

簡而言之,

a transistor is just an electric switch.

1:57

電晶體只是一個電氣開關。

慣用語

In a nutshell:帶出簡短總結

In a nutshell 是一個慣用語,意思是「簡而言之」或「只說重點」。在本句中,它告訴聽者:接下來會把一個複雜主題濃縮成一個簡單的解釋。 這個片語通常放在簡短總結之前,位於句首時後面常接逗號。這裡的 nutshell 不是字面上的「堅果殼」。

練習

用本課的總結片語完成句子:____, 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

電是電子從一個地方移動到另一個地方,

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

2:03

所以開關就是一條可以阻斷電子朝特定方向移動的通道。

文法

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

block + 受詞 + from + -ing 表示阻止該受詞做出或經歷某個動作。在 block electrons from moving 中,electrons 是受詞,from 引出被阻止的動作,moving 是 -ing 形式。 from 後面要用名詞或 -ing 形式,不能用動詞原形:應說 block electrons from moving,不能說 block electrons from move。

練習

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

電晶體的典型尺度是14奈米,

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

2:12

大約是愛滋病毒直徑的八分之一,

and 500 times smaller than a red blood cell.

2:15

比紅血球小500倍。

文法

about eight times less than ... 與 500 times smaller than 的倍數比較

「數字 + times + 比較級 + than」這個結構用倍數關係呈現差距。本句想表達的是:14 奈米約為 HIV 病毒直徑的八分之一,也是紅血球大小的五百分之一。 about 表示第一個倍數是約略值。這些都是尺度比例,不是說從某個長度中減去了 8 或 500 個測量單位。

練習

在本句中,500 times smaller than a red blood cell 想表達什麼意思?

  1. 它比紅血球短 500 個測量單位。
  2. 它的大小約為紅血球的五百分之一。
  3. 它的大小約為紅血球的 500 倍。
查看答案

它的大小約為紅血球的五百分之一。

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

2:19

隨著電晶體縮小到只有幾個原子的大小,

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

2:22

電子可能會自行穿越被阻斷的通道,抵達另一側,

via a process called quantum tunneling. 講解

2:26

這個過程稱為量子穿隧。

片語搭配

用 via a process called ... 引出機制名稱

via a process called quantum tunneling 的意思是「透過一種名為量子穿隧的過程」。via 引出所採用的機制,called 則把一般名詞 process 和它的專業名稱連結起來。 當聽眾可能還不熟悉某個術語時,可以使用「via a process called + 術語」:先說明它是一種發揮作用的過程,再給出名稱。本句把這個過程說明為電子穿過一道依照古典理論原本應該阻擋它們的能障的方式。

練習

用以 via 開頭的四字目標片語完成句子:The file is protected ____ encryption.

查看答案

via a process called

文化背景

量子穿隧:穿過量子能障

量子穿隧是一種量子物理效應:即使按照古典物理學,粒子沒有足夠的能量越過某個能量障壁,也可能在障壁另一側被偵測到。 這裡,電晶體中的障壁變得只有幾個原子那麼寬,因此部分電子可能會穿隧過去,產生不需要的電流。「穿隧」並不是字面上的挖隧道,這句話也不是說日常物體可以輕易穿牆。

練習

在微小的電晶體中,quantum tunneling 是什麼意思?

  1. 電子在電晶體中挖出一條真正的隧道。
  2. 電子可以穿過古典物理學認為它不應該穿過的障壁。
  3. 任何物體都可以隨時穿過任何牆壁。
查看答案

電子可以穿過古典物理學認為它不應該穿過的障壁。

In the quantum realm,

2:28

在量子領域裡,

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

2:30

物理學的運作方式與我們習慣的可預測方式截然不同,

文法

ways we're used to:省略的關係代名詞

在 the predictable ways we're used to 中,we're used to 是修飾 ways 的子句。關係代名詞在子句中作受詞時,英文可以將它省略,因此更完整的形式是 the predictable ways that we're used to。介系詞 to 留在子句末尾。 這裡,be used to 表示「對某件事熟悉或習慣」。to 是介系詞,不是放在原形動詞前的不定詞標記;這不同於 used to do something,後者表示過去的習慣或狀態。

練習

哪一個版本正確補出了省略的關係代名詞,同時沒有改變 the ways we're used to 的意思?

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

the predictable ways that we're used to

and traditional computers just stop making sense. 片語搭配

2:33

傳統的電腦也就變得不再合理了。

片語搭配

stop making sense:變得不再說得通

Stop making sense 表示變得不再合乎邏輯、合理或容易理解。動詞 stop 顯示狀態發生了變化:某件事以前行得通或看起來前後一致,但在新的條件下不再如此。 這裡的 sense 指邏輯上的合理性,不是身體的感官。這個表達可用來說明某個解釋、規則、計畫、系統或行為已不再符合事實。

練習

用 stop making sense 的過去式完成句子: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

我們的科技進步正在逼近一個真正的物理障礙。

To solve this problem,

2:41

為了解決這個問題,

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

2:43

科學家們試圖利用這些不尋常的量子特性,

by building quantum computers.

2:47

透過建造量子電腦來將其轉化為優勢。

片語搭配

use something to your advantage:把某事物化為己用

Use something to your advantage 表示把某個事實、資源,甚至困難轉變成對自己有幫助的條件。結構是 use + 事物 + to + 所有格 + advantage。 在本句中,受益者是科學家,因此 their 指科學家。量子性質是被利用的事物,並不是 advantage 的擁有者。

練習

從 my, your, his, her, our, or their 中選擇正確的所有格,完成目標結構:Leo used the short deadline ____ by focusing on one task.

查看答案

to his advantage

In normal computers,

2:49

在一般電腦中,

bits are the smallest units of information. 文化背景

2:50

位元是資訊的最小單位。

Quantum computers use qubits,

2:53

量子電腦則使用量子位元(qubit),

which can also be set to one of two values.

2:55

它同樣能被設定為兩個值之一。

文化背景

bits ... qubits:兩種資訊單位

這裡,bit 是一般電腦使用的基本資訊單位,而 qubit 是量子電腦使用的對應單位。Qubit 是 quantum bit 的標準簡稱,不是 bit 的非正式拼法。 兩者在測量時都可以得到兩個值中的其中一個,但 qubit 並不只是換了名稱的一般 bit。這句話先介紹這兩個術語,幫助你理解後續的差異,例如 qubit 在測量前可以處於疊加態。

練習

用量子電腦所用基本資訊單位的標準術語完成句子:A quantum computer processes ____.

查看答案

qubits

A qubit can be any two-level quantum system,

2:58

一個量子位元可以是任何雙態量子系統,

such as a spin in a magnetic field,

3:00

例如磁場中的自旋,

or a single photon.

3:03

或是一個單一光子。

Zero and one are this system's possible states,

3:04

0和1是這個系統的可能狀態,

like the photon's horizontal or vertical polarization.

3:07

就像光子的水平或垂直極化一樣。

In the quantum world,

3:11

在量子世界裡,

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

3:12

量子位元不需要僅處於其中一種狀態,

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

3:14

它可以同時處於兩種狀態的任意比例之中。

文法

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「不一定得……」。Those 指前面提到的兩種狀態,也就是 0 和 1。這個片語並不表示處於其中一種狀態是被禁止的。 後面的 can 子句說明額外的可能性:qubit 可以同時處於包含兩種狀態不同比例的狀態中。doesn't have to X; can Y 這個模式先取消原先設想的要求,再提出一種可能或被允許的選擇。

練習

完成句子,填入表示「不要求攜帶紙本票券」的片語: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

這被稱為疊加態。

文化背景

superposition(疊加態)

superposition 是前一句所描述狀態的名稱:在測量之前,量子位元可以表示為兩種可能的基底狀態以不同比例組合而成的狀態。 在這裡的簡化說明中,superposition 並不表示測量會同時顯示兩個答案。測量量子位元時,只會得到一個確定的狀態。

練習

在這裡的簡化說明中,superposition 是什麼意思?

  1. 在測量前,量子位元可以處於兩個可能基底狀態的組合中。
  2. 量子位元總會同時顯示兩種測量結果。
  3. 量子位元只會在測量之後才在兩個狀態之間切換。
查看答案

在測量前,量子位元可以處於兩個可能基底狀態的組合中。

But as soon as you test its value, 文法

3:20

但只要你一測試它的值,

say by sending the photon through a filter,

3:22

例如讓光子通過一個濾光片,

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

3:24

它就必須決定是垂直極化還是水平極化。

文法

as soon as(……一……就……)

as soon as 連接兩個事件,意思是「……一……就……」或「某事一發生,另一件事馬上發生」。本句中,測試數值是觸發點;從那一刻起,量子位元就必須給出一個確定結果。 as soon as 引導的子句可以放在主要子句之前或之後:As soon as you test it, it changes; It changes as soon as you test it. 時間子句在前時,通常要用逗號隔開。

練習

用本課中表示「某事一發生就立即……」的三個單字補完整句子:____ the alarm sounds, leave the building.

查看答案

As soon as

So, as long as it's unobserved, 文法

3:29

因此,只要它未被觀測,

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

3:31

量子位元就處於0和1機率的疊加態中,

文法

表示條件的 as long as

在這句話中,as long as 引出後面敘述成立的條件,意思是「只要」或「前提是」:量子位元未被觀測時,這段狀態描述才適用。 這裡的 long 不是在比較長度或持續時間。可套用的結構是 as long as + 子句,結果可以放在這個條件之前或之後。

練習

哪一句中的 as long as 用來引出條件?

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

3:35

你無法預測它會是哪一個。

文法

嵌入式問句:which it will be

在 predict 後面,which it will be 是一個嵌入式疑問子句,充當動詞的受詞。which 指多個可能結果中的一個;這個子句是在陳述不確定性,並不是直接向聽者提問。 當 it 是主詞時,嵌入式問句的語序是 which + it + will + be。因此,predict 後面要用 which it will be;直接提問時才用 Which will it be?。

練習

選出最自然的補全形式:After reviewing the two possible winners, I still can't predict ___.

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

which it will be

But the instant you measure it, 文法

3:37

但在你測量它的瞬間,

it collapses into one of the definite states. 用詞

3:39

它就會坍縮成一個明確的狀態。

文法

用 the instant + 子句表示立即發生

在「the instant you measure it」中,the instant 是時間連接語,後面直接接子句「you measure it」。它表示「就在……的那一刻」或「一……就……」;不需要再加 when。 這個結構把主要子句的事件呈現為在時間子句所說的事件發生時立即出現。敘事或說明流程時,如果要凸顯精確、突然的時點,就很適合使用它。

練習

用本課的表達完成這項安全指示:____ the alarm sounds, leave the building.

查看答案

The instant

用詞

量子測量中的 collapses into a definite state

在這個簡化的量子解釋中,「collapses into」表示系統從原先的疊加態呈現為一個確定狀態,並把它作為觀測結果。它描述的是系統狀態發生變化,不是實體物件倒下。 結構是 collapse into + 結果狀態。這裡的 into 指向結果「one of the definite states」,而不是移動到某個地點。

練習

在句子「After measurement, the qubit collapses into a definite state,」中,「collapses into」是什麼意思?

  1. 它被描述為以一個確定狀態作為測量結果。
  2. 它真的倒下並掉進一個容器。
  3. 它移動到一個名為「狀態」的不同地點。
查看答案

它被描述為以一個確定狀態作為測量結果。

Superposition is a game-changer. 慣用語

3:42

疊加態是個能改變遊戲規則的特性。

慣用語

Game-changer:能徹底改變現有可能性的事物

Game-changer 是一個帶有慣用意義的可數名詞,指某個人、想法、事件或技術大幅改變局勢,使原本的預期或可能性不再適用。它不一定和真正的遊戲有關。 這裡,說話者把疊加態評價為一項重大突破,因為它改變了運算所能做到的事。這個說法帶有強烈的正面評價,不只是中性地表示「一項改進」。

練習

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

  1. 會大幅改變現有可能性的事物
  2. 在遊戲進行中改變規則的人
  3. 影響很小的一項輕微改進
查看答案

會大幅改變現有可能性的事物

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

3:45

四個古典位元在同一時間只能處於2的4次方種不同組合中的一種。

用詞

Two to the power of four:2^4 的英語讀法

Two to the power of four 是 2^4 的英語口頭讀法。Two 是底數,four 是指數,因此它表示將四個 2 相乘:2 × 2 × 2 × 2 = 16。 這個結構是「底數 + to the power of + 指數」。這裡的 power 指數學中的次方或指數,不是力量或電力。

練習

下列哪個片語是 3^4 正確的英語讀法?

  1. three times four
  2. three to the power of 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種可能的組合,

out of which you can use just one.

3:52

你只能使用其中的一種。

Four qubits in superposition, however,

3:55

然而,四個處於疊加態的量子位元,

can be in all of those 16 combinations at once.

3:57

可以同時處於這16種組合之中。

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

4:01

這個數字隨著每增加一個量子位元呈指數級成長。

片語搭配

每增加一個量子位元就呈指數成長

「每增加一個量子位元就呈指數成長」表示每增加一個量子位元,這個數值都會乘上相同的倍數。這裡的倍數是二,所以數值按照二的冪成長,而不是每次增加固定的量。 這裡的 exponentially 有明確的數學含義。它表示輸入改變時進行重複的乘法,不只是「成長得非常快」。

練習

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

  1. 每增加一個感測器,它就增加相同的固定數量。
  2. 它成長得很快,但沒有說明特定的成長模式。
  3. 每增加一個感測器,它就乘上一個固定倍數。
查看答案

每增加一個感測器,它就乘上一個固定倍數。

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

4:04

20個量子位元就已經可以平行儲存一百萬個值。

用詞

電腦語境中的 in parallel

「In parallel」表示多項操作或多種表示同時進行,而不是一項接一項地處理。在電腦語境中,它描述工作或資訊的組織方式,不是平行線的幾何含義。 在本句中,這個片語描述的是許多可能的值可以被同時表示這個簡化概念。它並不表示一次測量能夠把所有這些值分別作為結果傳回。

練習

用一個表示「同時進行而不是依序進行」的雙字電腦片語完成句子: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

量子位元能夠擁有的一個非常奇特且違反直覺的特性是糾纏態,

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

4:13

這是一種密切的連結,使得每個量子位元都能對另一個狀態的改變瞬間作出反應,

no matter how far they are apart. 文法

4:18

無論它們相隔多遠。

文化背景

量子物理中的 entanglement(糾纏)

在本句中,entanglement 是量子物理術語「糾纏」,指兩個或更多量子系統具有一個共享狀態,無法把它們當成彼此獨立的個別狀態來完整描述。 原句用直觀方式說明這種跨越距離的關聯,但這不表示可以利用它以超過光速的方式傳遞可控制的資訊。

練習

在一篇量子物理文章中,entanglement 描述的是什麼?

  1. 一種傳送可控制超光速資訊的方法
  2. 一種各部分無法被完整獨立描述的共享量子狀態
  3. 兩個粒子被實體繩線綁在一起
查看答案

一種各部分無法被完整獨立描述的共享量子狀態

文法

no matter how far ... apart 結構

這裡,no matter how far 引出一個讓步條件:距離可以很近,也可以非常遠,但主要敘述仍然成立。How far 表示距離的任何可能程度,並不是直接提問。 no matter how + 形容詞或副詞表示「無論……到什麼程度」。在 be apart 中,apart 描述事物彼此分隔的距離。

練習

用 no matter + 疑問詞這個三字結構完成句子: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, 文法

4:20

這意味著當僅僅測量一個被糾纏的量子位元時,

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

4:23

你就可以直接推斷出其伴侶的屬性,而無需去查看。

文法

when measuring ...:由主句主詞執行動作

在 when measuring just one entangled qubit 中,measuring 的隱含主詞是主句主詞 you。完整形式是 when you are measuring just one entangled qubit。 這種省略的 -ing 時間子句能讓說明文更精簡。只有當 -ing 動作的隱含執行者與主句主詞相同時才這樣使用。此處的 qubit 是被測量的對象,不是執行測量的事物。

練習

哪一句正確使用省略的 when 子句,表示 Maya 執行了兩個動作?

  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.

文法

without having to look:不必執行某個步驟

Without having to look 表示不需要查看。without having to + 原形動詞這個結構表示,主要動作可以在省去一個通常需要或預期執行的步驟時完成。 這裡強調的是不必查看,而不只是說明實際上沒有查看。

練習

用 without having to + 原形動詞完成句子,表示不需要輸入密碼:The app signs you in ____ a password.

查看答案

without having to enter

Qubit manipulation is a mind-bender as well. 慣用語

4:28

量子位元的操作同樣非常燒腦。

慣用語

mind-bender:形容難以理解的事物

mind-bender 是一個非正式名詞,指非常難理解、會讓人重新思考原有認知的事物。在這句話中,它表示量子位元的操控非常反直覺,也很燒腦。 這是比喻說法,不是說真的有東西把大腦彎曲了。它可以表達驚訝或讚嘆,也可以表達理解上的困難,所以不一定是負面評價。

練習

在句子 The new puzzle is a mind-bender 中,mind-bender 是什麼意思?

  1. 會把大腦實際彎曲的東西
  2. 用來修理機器的東西
  3. 很容易預測的事物
  4. 非常難懂或出人意料的事物
查看答案

非常難懂或出人意料的事物

A normal logic gate gets a simple set of inputs

4:31

一個普通的邏輯閘接收一組簡單的輸入,

and produces one definite output.

4:34

並產生一個確定的輸出。

A quantum gate manipulates an input of superpositions,

4:36

而量子閘操作的是疊加態的輸入,

rotates probabilities,

4:40

它旋轉機率,

and produces another superposition as its output.

4:41

並產生另一個疊加態作為其輸出。

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

4:45

所以,量子電腦設定了一些量子位元,

片語動詞

sets up:把量子位元準備好以進行後續操作

sets up 是短語動詞 set up 的第三人稱單數形式,表示準備、安排或設定某物,讓它能用於接下來的步驟。在這句話中,量子電腦先設定量子位元,之後才進行後續操作和測量。 這裡的對象是 qubits。電腦不是單純把它們放到某個地方,而是把它們調整到計算所需要的初始狀態。

練習

在句子 The technician sets up the microscope before the lesson 中,sets up 在這裡是什麼意思?

  1. 準備並安排某物以便使用
  2. 把某物豎起來
  3. 故意欺騙某人
  4. 開始旅程或觸發事件
查看答案

準備並安排某物以便使用

applies quantum gates to entangle them and manipulate probabilities,

4:48

應用量子閘使它們糾纏並操作機率,

and finally measures the outcome,

4:51

最後測量結果,

collapsing superpositions to an actual sequence of zeros and ones.

4:53

將疊加態坍縮為0和1的實際序列。

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

4:58

這意味著,你可以得到的全部可能計算

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

5:01

都在同一時間全部完成。

表達脈絡

用 What this means is that 引出解釋結論

What this means is that 用來引出對前面資訊的結論或白話解釋。本句中的 this 回指前面描述的整個過程,that 後面的內容說明它帶來的實際結果。 在這個結構中,what 表示「……的事物」,因此 What this means 是名詞子句,不是直接問句。可以用 What X means is that + 結論,把複雜內容轉成清楚的重點。

練習

用本課的五字解釋轉場語完成句子: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

最終,你只能測量其中一個結果,

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個結果,

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

5:09

所以你可能需要反覆核對再試一次。

But by cleverly exploiting superposition and entanglement,

5:12

但透過巧妙地利用疊加態與糾纏態,

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

5:16

這可以比一般電腦更加高效,呈指數級的提升。

文法

exponentially more efficient than would ever be possible 的比較結構

Exponentially more efficient 表示隨著問題規模變大,優勢以倍數成長,而不是每次只增加固定的量。本句強調的是規模擴展時的巨大效率優勢,不只是速度稍快。 than 子句設定比較的上限。than would ever be possible on a normal computer 是較正式的壓縮說法,相當於 than could possibly be achieved on a normal computer。would 表示想像中的極限,ever 把範圍擴大到任何可能情況,並不表示過去時間。

練習

哪一個句子最準確地改述了標示部分的比較?

  1. 在過去的一次測試中,它只比一台一般電腦稍微高效一些。
  2. 隨著問題變大,它的效率優勢可以呈指數級成長,超過一般電腦所可能達到的程度。
  3. 它只有在有一般電腦可用時才有效率。
查看答案

隨著問題變大,它的效率優勢可以呈指數級成長,超過一般電腦所可能達到的程度。

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

5:21

因此,雖然量子電腦可能不會取代我們的家用電腦,

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

5:25

但在某些領域,它們具有極大的優勢。

片語搭配

vastly superior:強烈比較

vastly superior 表示在重要而且明顯的程度上好得多。vastly 加強 superior 的語氣,因此這裡說的是很大的差距,而不是輕微優勢。 superior 本身已經帶有比較意義。本句中的 in some areas 限定了這個判斷:量子電腦只是在某些類型的工作上表現更好,並不是各方面都更好。

練習

哪一句以自然的英語表達強烈而正式的比較?

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

其中之一就是資料庫搜尋。

To find something in a database,

5:30

要在資料庫中尋找某個東西,

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

5:32

一般電腦可能要測試每一個項目。

片語搭配

every single one of:一個也不例外

every single one of 表示一個群體中的每一個成員,一個也不例外。single 在這裡用來加強 every,並不是「未婚」的意思。 結構是 every single one of + 限定詞或所有格 + 複數名詞,例如 every single one of its entries。整個片語作主詞時,因為 one 是單數,動詞通常用單數:Every single one of the files is checked.

練習

使用這個四字詞結構,強調一個也沒有漏掉: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, 文法

5:36

量子演算法只需要測試該時間平方根的次數,

which for large databases is a huge difference.

5:39

對於龐大的資料庫來說,這是一個巨大的差異。

文法

need only:限定所需的量或動作

在 need only 中,only 放在主要動詞 need 後面,限定所需要的數量或動作。這裡表示所需時間只是比較時間的平方根;並不是說只有量子演算法才需要某樣東西。 這種語序能簡潔地強調需求很少。only need 通常也能表達幾乎相同的意思,但 need only 在嚴謹的說明與論證中特別常見。

練習

用 only 放在 need 後面的兩個字完成這項指示: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

量子電腦最著名的用途,就是摧毀資訊安全系統。

Right now, your browsing, email, and banking data

5:47

目前,你的瀏覽、電子郵件和銀行資料

is being kept secure by an encryption system 文法

5:50

都是由一個加密系統保護著,

文法

is being kept secure:現在進行式的被動結構

Is being kept secure 是 keep something secure 的現在進行式被動形式。結構是「主詞 + am/is/are + being + 過去分詞」:data + is + being + kept。它將保護呈現為目前正在持續進行的過程。 Secure 描述資料被維持的安全狀態,by an encryption system 則指出執行保護功能的機制。Being 是被動動詞片語的一部分,本身並不表示「存在」。

練習

使用 keep 的現在進行式被動形式完成句子: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

在這個系統中,你給了每個人一把公鑰,

to encode messages only you can decode.

5:54

用來編碼只有你才能解碼的訊息。

The problem is that this public key

5:57

問題在於,這把公鑰

can actually be used to calculate your secret private key.

5:59

實際上可以用來計算你的秘密私鑰。

文化背景

public key 與 private key:它們在加密中的作用

在這句話中,public key 是可以分享的資訊,讓其他人能為你加密資料。與它配對的 private key 是由擁有者保密、用來解密這些資料的資訊。 這裡的 key 指密碼學資料,不是實體鑰匙,也不是帳號密碼。這是公鑰與私鑰配對關係的簡化模型,用來說明為什麼從 public key 算出 private key 會威脅安全;它並不描述所有加密系統。

練習

在這裡描述的簡化系統中,哪個術語是指由擁有者保密並用來解密訊息的金鑰?

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

private key

Luckily,

6:02

幸運的是,

doing the necessary math on any normal computer

6:03

在任何一般電腦上進行必要的數學計算,

would literally take years of trial and error. 講解

6:05

都需要耗費數年的反覆試錯。

文法

would literally take years:條件性的時長估算

would take + 一段時間用來給出條件性估算:如果有人在一般電腦上嘗試這種運算,整個過程就會需要這麼久。這裡的 would 不是在描述過去反覆發生的習慣。 literally 表示 years 是實際的估算,而不只是誇張說法。可套用的結構是「主詞 + would take + 時長」,其中的 if 條件可以明確說出,也可以由上下文暗示。

練習

用表示真實條件性估算的正確四字英文片語完成句子:Without a faster method, the calculation ____.

查看答案

would literally take years

片語搭配

trial and error:透過反覆嘗試解決問題

trial and error 指先嘗試一種方法、看看哪裡失敗,再加以調整,直到找到可行結果的解題或學習過程。 在本句中,它強調一般電腦需要進行大量重複嘗試。這裡的 trial 是「嘗試」,不是「法庭審判」;整個詞組通常表示一種過程,而不是可以逐一計數的事件。

練習

請用一個固定詞組完成句子,這個詞組表示透過反覆嘗試並修正錯誤來解決問題:We found the right settings through ____.

查看答案

trial and error

But a quantum computer with exponential speedup

6:08

但一台具備指數級加速的量子電腦,

could do it in a breeze.

6:10

可以輕而易舉地完成。

Another really exciting new use is simulations.

6:12

另一個非常令人興奮的新用途是模擬。

Simulations of the quantum world are very intense on resources,

6:15

對量子世界進行模擬會極大地消耗資源,

and even for bigger structures such as molecules,

6:19

而且即便是對於像分子這樣較大的結構,

they often lack accuracy.

6:22

它們也往往缺乏準確性。

So, why not simulate quantum physics 語氣意圖

6:24

那麼,為什麼不使用真實的量子物理

with actual quantum physics?

6:26

來模擬量子物理呢?

語氣意圖

Why not simulate quantum physics?:用反問提出建議

Why not + 原形動詞?常用來提出建議,並不一定是真的在追問原因。它把某個行動說成值得一試或順理成章的下一步。 本句中的 why not simulate ... 把說明從一個難題推進到一項解決方案。not 後面直接使用原形動詞 simulate,不能加 to,也不能改成 -ing 形式。

練習

下列哪個句子正確使用 Why not + 原形動詞來提出建議?

  1. Why not to take the train? It is faster.
  2. Why not 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

量子模擬可以提供關於蛋白質的新見解,

that might revolutionize medicine.

6:32

從而可能徹底改變醫學。

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

6:34

目前,我們還不知道量子電腦

will be just a very specialized tool,

6:36

是只會成為一個非常專業的工具,

or a big revolution for humanity.

6:38

還是會成為人類的一場巨大革命。

文法

用 don't know if ... or ... 表達兩種不確定的結果

這裡,don't know if 引出一個嵌入式問句。if 等於 whether:說話者目前還無法判斷兩種可能的未來中哪一種會發生。 在子句中,quantum computers 是主詞,而同一個動詞片語 will be 同時用於兩個選項:just a very specialized tool 和 a big revolution for humanity。這是陳述句語序,不是直接問句語序。don't know if/whether X will be A or B 這個結構適合表達兩個結果仍未確定。

練習

哪一句正確表達了對兩種未來結果的不確定性?

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

6:41

我們完全不知道科技的極限在哪裡,

文法

嵌入式問句中的 have no idea where ... are

Have no idea 表示完全不知道,所以語氣比單純的 don't know 更強。where 引出缺少的資訊,也就是科技的極限究竟在哪裡。 Where the limits of technology are 是嵌入式問句,因此採用陳述句語序:主詞 the limits of technology 加動詞 are。直接問句 Where are the limits of technology? 中的倒裝在 have no idea 後面會消失。

練習

哪一句在 have no idea 後正確使用了嵌入式問句?

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

We have no idea where the nearest station is.

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

6:44

要找到答案,只有一種方法。

片語搭配

There's only one way to find out:只有一個方法能知道答案

There's only one way to find out 用來收束討論,表示光靠猜測或談論不會得到答案。必須親自試試、測試、查證,或繼續探索。 這裡的 find out 是「查明答案或弄清真相」的意思。整個表達把不確定轉化為採取下一步行動的理由。

練習

請用目標表達完成句子;它表示只有透過測試才能知道答案: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

本影片由澳洲科學院支持,

which promotes and supports excellence in science.

6:50

該機構旨在促進並支持科學界的卓越發展。

Learn more about this topic and others like it

6:54

了解更多關於此主題及其他類似主題的資訊,

at nova.org.au.

6:56

請造訪 nova.org.au。

It was a blast to work with them. 慣用語

6:58

與他們合作非常愉快。

慣用語

a blast:非常愉快的一段經歷

在片語 a blast 中,blast 是非正式名詞,表示一段非常開心、非常有趣的時光或經歷。It was a blast to work with them 表示說話者覺得這次合作非常愉快。 這裡是強烈的正面評價,與「爆炸」無關。be a blast 這個句型可以形容活動、事件、旅行或某段時間。

練習

哪個句子中的 a blast 表示「一段非常愉快的經歷」?

  1. A blast of cold wind came through the open door.
  2. The school festival was a blast, and everyone wants to do it again.
  3. The workers heard a blast from the construction site.
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,去看看他們的網站吧。

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

7:02

我們的影片也得益於你們在 patreon.com 上的支持才得以製作。

片語搭配

be made possible by:說明促成結果的條件

在這句話中,are made possible by 表示「因為您的支持,影片才得以製作」。影片是結果,而 Patreon 上的支持是促成這個結果的條件。 結構「結果 + be + made possible + by + 名詞片語」用來指出促成結果的人、資源或條件。它肯定某項重要貢獻,但不一定表示這是唯一原因,也不表示支持者親自創造了這個結果。

練習

用本筆記中的三個字英文片語補全致謝句:The free art program was ____ support from local families.

查看答案

made possible by

If you want to support us

7:06

如果你想支持我們,

and become part of the Kurzgesagt bird army,

7:08

並成為 Kurzgesagt 鳥類大軍的一員,

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