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過去Google翻譯採用片語方式，例如判讀到「雞」，就會直接翻譯「Chicken」，判讀「湯」就會直接翻譯成「Soup」，由於難以分辨語意，句子翻譯時就容易有誤，2016年開始導入神經機器翻譯技術，讓Google翻譯品質明顯提升。
Julie Cattiau強調，神經機器翻譯能夠更流暢與自然，但必須仰賴大量數據與學習，每個翻譯模型必須訓練2至3周，必須有超過1億件案例，2016年9月中英對譯上線，翻譯品質能明顯高於片段式翻譯。
Google翻譯系統改善，當然不僅限於中英，各語言都能相互轉換，2017年4月已經能支援26種語言，翻譯系統能透過語意分析，讓相同意思兩種語言直接轉換，經由2個月訓練，翻譯速度可以從每句10秒，大幅加快至0.2秒。
