The next step in nanotechnology | George Tulevski

Translator: Leslie Gauthier Reviewer: Joanna Pietrulewicz

Let's imagine a sculptor building a statue,

Imaginons un sculpteur fabriquant une statue,

just chipping away with his chisel.

utilisant son burin.

Michel-Ange avait une façon élégante de décrire cela, il a dit :

Michelangelo had this elegant way of describing it when he said,

"Every block of stone has a statue inside of it,

« Chaque bloc de pierre renferme une statue

et c'est le rôle du sculpteur de la découvrir. »

and it's the task of the sculptor to discover it."

But what if he worked in the opposite direction?

Et si nous travaillions dans la direction opposée ?

Not from a solid block of stone,

En partant non pas d'un bloc de pierre,

but from a pile of dust,

mais d'un tas de poussière,

somehow gluing millions of these particles together to form a statue.

que nous collions ces millions de particules

pour en faire une statue.

I know that's an absurd notion.

C'est une notion absurde.

It's probably impossible.

C'est probablement impossible.

La seule façon d'obtenir une statue d'un tas de poussière

The only way you get a statue from a pile of dust

is if the statue built itself --

est si la statue se faisait elle-même --

if somehow we could compel millions of these particles to come together

si nous pouvions pousser des millions de particules à se réunir

to form the statue.

pour former la statue.

Now, as odd as that sounds,

Aussi bizarre que cela paraisse,

that is almost exactly the problem I work on in my lab.

c'est presque exactement le problème que lequel je travaille dans mon labo.

Je ne bâtis pas avec de la pierre mais avec des nanomatériaux.

I don't build with stone,

I build with nanomaterials.

They're these just impossibly small, fascinating little objects.

Ce sont ces objets incroyablement petits et fascinants.

They're so small that if this controller was a nanoparticle,

Si cette télécommande était une nanoparticule,

a human hair would be the size of this entire room.

un cheveu humain ferait la taille de la pièce entière.

And they're at the heart of a field we call nanotechnology,

Nous sommes au cœur d'un domaine appelé nanotechnologie,

which I'm sure we've all heard about,

vous avez dû en entendre parler,

and we've all heard how it is going to change everything.

et nous avons tous entendu dire combien cela allait tout changer.

When I was a graduate student,

Quand j'étais étudiant,

it was one of the most exciting times to be working in nanotechnology.

c'était une période prometteuse pour travailler dans la nanotechnologie.

There were scientific breakthroughs happening all the time.

Il y avait tout le temps des avancées scientifiques.

The conferences were buzzing,

Il y avait beaucoup de conférences,

there was tons of money pouring in from funding agencies.

beaucoup d'argent versé par des agences de financement.

And the reason is

La raison est que lorsque les objets deviennent très petits,

when objects get really small,

they're governed by a different set of physics that govern ordinary objects,

ils sont régis par une autre physique que pour les objets ordinaires,

like the ones we interact with.

avec lesquels nous interagissons.

Cela s'appelle la mécanique quantique.

We call this physics quantum mechanics.

Elle énonce que l'on peut précisément ajuster leur comportement

And what it tells you is that you can precisely tune their behavior

just by making seemingly small changes to them,

en y apportant de petits changements

like adding or removing a handful of atoms,

comme l'ajout ou la suppression d'une poignée d'atomes

ou la déformation du matériau.

or twisting the material.

It's like this ultimate toolkit.

C'est la boîte à outils ultime.

You really felt empowered; you felt like you could make anything.

Vous vous sentez puissant, comme si vous pouviez tout faire.

And we were doing it --

Nous le faisions --

nous étant tous les étudiants de ma génération.

and by we I mean my whole generation of graduate students.

Nous essayions de faire des ordinateurs ultra-rapides avec des nanomatériaux.

We were trying to make blazing fast computers using nanomaterials.

We were constructing quantum dots

Nous faisions des points quantiques

that could one day go in your body and find and fight disease.

qui pourraient aller dans votre corps, trouver et vaincre les maladies.

There were even groups trying to make an elevator to space

Certains groupes essayaient de faire un ascenseur vers l'espace

using carbon nanotubes.

avec des nanotubes de carbone.

You can look that up, that's true.

Vérifiez, c'est vrai.

Anyways, we thought it was going to affect

Nous pensions que cela influencerait

all parts of science and technology, from computing to medicine.

toute la science et la technologie, de l'informatique à la médecine.

And I have to admit,

Je dois l'admettre,

I drank all of the Kool-Aid.

j'y cru à fond,

I mean, every last drop.

jusqu'au bout.

But that was 15 years ago,

Mais c'était il y a 15 ans

et -- des travaux scientifiques fantastiques et importants ont été faits.

and --

fantastic science was done, really important work.

We've learned a lot.

Nous avons beaucoup appris.

Nous n'avons jamais pu traduire cette science en nouvelles technologies --

We were never able to translate that science into new technologies --

into technologies that could actually impact people.

en technologies pouvant vraiment affecter les gens.

And the reason is, these nanomaterials --

La raison est que ces nanomatériaux

they're like a double-edged sword.

sont des armes à double tranchant.

The same thing that makes them so interesting --

Ce qui les rend intéressant --

their small size --

leur petite taille --

also makes them impossible to work with.

rend impossible de travailler avec.

C'est comme essayer de construire une statue avec un tas de poussière.

It's literally like trying to build a statue out of a pile of dust.

And we just don't have the tools that are small enough to work with them.

Nous n'avons pas d'outils assez petits pour travailler avec.

But even if we did, it wouldn't really matter,

Même si nous en avions, cela importerait peu

because we couldn't one by one place millions of particles together

car nous ne pourrions pas placer ces millions de particules une par une

to build a technology.

pour en faire une technologie.

So because of that,

De ce fait,

toutes les promesses et toute l'excitation

all of the promise and all of the excitement

sont demeurées des promesses et de l'excitation.

has remained just that: promise and excitement.

We don't have any disease-fighting nanobots,

Nous n'avons pas de nanorobots battant les maladies,

there's no elevators to space,

ni d'ascenseur vers l'espace,

and the thing that I'm most interested in, no new types of computing.

ni, ce qui m'intéresse le plus, de nouveau type d'informatique.

Cette dernière chose est vraiment importante.

Now that last one, that's a really important one.

We just have come to expect

Nous nous attendons

à ce que les avancées informatiques se fassent indéfiniment à cette allure.

the pace of computing advancements to go on indefinitely.

We've built entire economies on this idea.

Nous avons fondé des économies sur cette idée.

And this pace exists

Cette allure existe

because of our ability to pack more and more devices

grâce à notre capacité à mettre plus de systèmes

onto a computer chip.

sur une puce informatique.

And as those devices get smaller,

Alors que ces appareils rétrécissent,

they get faster, they consume less power

ils deviennent plus rapides, consomment moins

and they get cheaper.

et deviennent moins chers.

And it's this convergence that gives us this incredible pace.

C'est cette convergence qui nous donne cette allure incroyable.

As an example:

Exemple :

if I took the room-sized computer that sent three men to the moon and back

si je prenais l'ordinateur de la taille de la pièce

qui a permis à trois hommes de faire un aller-retour sur la Lune

and somehow compressed it --

et que je le compressais,

compressed the world's greatest computer of its day,

que je compressais le meilleur ordinateur de l'époque,

so it was the same size as your smartphone --

pour qu'il ait la même taille que votre téléphone,

your actual smartphone,

votre téléphone actuel,

that thing you spent 300 bucks on and just toss out every two years,

que vous avez payé 300 € et que vous remplacez tous les 2 ans,

would blow this thing away.

surpasserait de beaucoup l'ordinateur.

You would not be impressed.

Rien d'impressionnant,

It couldn't do anything that your smartphone does.

il ne ferait rien de ce que votre téléphone fait.

It would be slow,

Il serait lent,

you couldn't put any of your stuff on it,

vous ne pourriez rien mettre dessus,

avec de la chance, vous pourriez peut-être

you could possibly get through the first two minutes

of a "Walking Dead" episode if you're lucky --

regarder 2 minutes d'un épisode de « Walking Dead ».

(Laughter)

(Rires)

The point is the progress -- it's not gradual.

Le fait est que le progrès n'est pas progressif.

The progress is relentless.

Le progrès est incessant.

It's exponential.

Il est exponentiel.

It compounds on itself year after year,

Année après année, il s'amplifie de lui-même,

to the point where if you compare a technology

jusqu'au point où, en comparant une technologie

from one generation to the next,

d'une génération à l'autre,

they're almost unrecognizable.

elles ne sont presque pas reconnaissables.

And we owe it to ourselves to keep this progress going.

Et nous devons maintenir ce progrès.

We want to say the same thing 10, 20, 30 years from now:

Nous voulons la même chose dans 10, 20, 30 ans :

look what we've done over the last 30 years.

regardez ce que nous avons fait les 30 dernières années.

Yet we know this progress may not last forever.

Pourtant nous savons que ce progrès ne durera pas toujours.

In fact, the party's kind of winding down.

En fait, la fête approche de sa fin.

C'est l'heure de prendre son dernier verre.

It's like "last call for alcohol," right?

If you look under the covers,

Si vous regardez de plus près,

peu importe la métrique, la vitesse ou la performance,

by many metrics like speed and performance,

the progress has already slowed to a halt.

le progrès s'est déjà arrêté.

So if we want to keep this party going,

Si nous voulons continuer la fête,

we have to do what we've always been able to do,

il faut faire ce que nous avons toujours pu faire :

and that is to innovate.

innover.

So our group's role and our group's mission

Le rôle et la mission de notre groupe,

is to innovate by employing carbon nanotubes,

c'est d'innover en utilisant des nanotubes de carbone

because we think that they can provide a path to continue this pace.

car nous pensons qu'ils peuvent offrir une façon de maintenir cette allure.

They are just like they sound.

L'expression parle d'elle-même.

They're tiny, hollow tubes of carbon atoms,

Ce sont de petits tubes creux d'atomes de carbone

and their nanoscale size, that small size,

et leur taille à la nano-échelle, leur petite taille,

gives rise to these just outstanding electronic properties.

est à l'origine d'extraordinaires propriétés électroniques.

And the science tells us if we could employ them in computing,

La science nous dit que, si nous les utilisions en informatique,

les performances pourraient s'améliorer d'un facteur 10.

we could see up to a ten times improvement in performance.

It's like skipping through several technology generations in just one step.

C'est comme passer plusieurs générations technologiques d'un coup.

So there we have it.

Nous y voilà.

Nous avons ce gros problème

We have this really important problem

et ce qui, élémentairement, est la solution idéale.

and we have what is basically the ideal solution.

The science is screaming at us,

La science nous crie :

"This is what you should be doing to solve your problem."

« Vous devriez faire cela pour résoudre votre problème. »

So, all right, let's get started,

Très bien, allons-y,

faisons-le.

let's do this.

But you just run right back into that double-edged sword.

Mais vous accourez vers cette lame à double tranchant.

La « solution idéale » contient un matériau

This "ideal solution" contains a material that's impossible to work with.

avec lequel on ne peut pas travailler.

I'd have to arrange billions of them just to make one single computer chip.

Je devrais en arranger des milliards pour faire une seule puce informatique.

C'est le même casse-tête, c'est un problème sans fin.

It's that same conundrum, it's like this undying problem.

At this point, we said, "Let's just stop.

A ce moment-là, nous avons dit : « Arrêtons.

Let's not go down that same road.

Ne reprenons pas ce chemin.

Let's just figure out what's missing.

Déterminons ce qu'il manque.

What are we not dealing with?

Que ne gérons-nous pas ?

What are we not doing that needs to be done?"

Qu'est-ce qui doit être fait mais ne l'est pas ? »

It's like in "The Godfather," right?

C'est comme dans « Le Parrain ».

When Fredo betrays his brother Michael,

Quand Fredo trahit son frère Michael,

we all know what needs to be done.

nous savons tous ce qu'il faut faire.

Fredo's got to go.

Fredo doit disparaître.

(Laughter)

(Rires)

But Michael -- he puts it off.

Mais Michael rejette l'idée.

Fine, I get it.

Je comprends.

Their mother's still alive, it would make her upset.

Leur mère est toujours en vie, cela la bouleverserait.

We just said,

Nous venons de dire :

"What's the Fredo in our problem?"

« Quel est le Fredo dans notre problème ? »

Que ne gérons-nous pas ?

What are we not dealing with?

What are we not doing,

Que ne faisons-nous pas

mais doit être fait pour que ce soit une réussite ?

but needs to be done to make this a success?"

And the answer is that the statue has to build itself.

La réponse est que la statue doit se construire d'elle-même.

We have to find a way, somehow,

Nous devons trouver un moyen

to compel, to convince billions of these particles

de pousser, de convaincre ces milliards de particules

to assemble themselves into the technology.

à s'assembler pour former une technologie.

We can't do it for them. They have to do it for themselves.

Nous ne pouvons pas le faire pour elles, elles doivent le faire.

And it's the hard way, and this is not trivial,

C'est une méthode complexe, ce n'est pas trivial,

but in this case, it's the only way.

mais dans ce cas, c'est la seule façon de faire.

Now, as it turns out, this is not that alien of a problem.

Il s'avère que ce n'est pas un problème si étrange.

We just don't build anything this way.

Simplement, nous ne bâtissons rien ainsi.

People don't build anything this way.

Les gens ne bâtissent rien ainsi.

But if you look around -- and there's examples everywhere --

Mais si vous regardez autour de vous, il y a des exemples partout,

Mother Nature builds everything this way.

Mère Nature fait tout ainsi.

Everything is built from the bottom up.

Tout est construit de bas en haut.

You can go to the beach,

Allez à la plage,

you'll find these simple organisms that use proteins --

vous trouverez ces organismes simples utilisant ces protéines,

basically molecules --

des molécules,

pour en essence former du sable.

to template what is essentially sand,

Ils sortent le sable de la mer

just plucking it from the sea

and building these extraordinary architectures with extreme diversity.

et bâtissent ces architectures extraordinaires et extrêmement diverses.

And nature's not crude like us, just hacking away.

La nature n'est pas aussi brute que nous, à tailler.

She's elegant and smart,

Elle est élégante et intelligente,

building with what's available, molecule by molecule,

bâtissant avec ce qui est disponible, molécule par molécule,

créant des structures d'une complexité

making structures with a complexity

and a diversity that we can't even approach.

et d'une diversité qui nous sont inatteignables.

And she's already at the nano.

Elle est déjà à la nano-échelle.

Elle y est depuis des centaines de millions d'années.

She's been there for hundreds of millions of years.

We're the ones that are late to the party.

C'est nous qui sommes en retard.

Nous avons décidé d'utiliser les mêmes outils que la nature :

So we decided that we're going to use the same tool that nature uses,

and that's chemistry.

la chimie.

La chimie est l'outil manquant.

Chemistry is the missing tool.

And chemistry works in this case

La chimie fonctionne dans ce cas

because these nanoscale objects are about the same size as molecules,

car ces nano-objets font environ la même taille que les molécules,

so we can use them to steer these objects around,

nous pouvons nous en servir pour diriger ces objets,

comme un outil.

much like a tool.

That's exactly what we've done in our lab.

Nous avons fait cela dans notre labo.

We've developed chemistry that goes into the pile of dust,

Nous avons développé une chimie qui va dans un tas de poussière,

un tas de nanoparticules,

into the pile of nanoparticles,

and pulls out exactly the ones we need.

et en retire ce dont elle a besoin.

Then we can use chemistry to arrange literally billions of these particles

Puis nous utilisons la chimie pour arranger des milliards de particules

into the pattern we need to build circuits.

en motifs nécessaires pour en faire des circuits.

And because we can do that,

Comme nous pouvons faire cela,

we can build circuits that are many times faster

nous pouvons faire des circuits bien plus rapides

than what anyone's been able to make using nanomaterials before.

que ce que quiconque a pu faire jusqu'ici avec des nanomatériaux.

Chemistry's the missing tool,

La chimie est l'outil manquant.

and every day our tool gets sharper and gets more precise.

Chaque jour, notre outil s'affine et devient plus précis.

And eventually --

Finalement --

and we hope this is within a handful of years --

nous espérons d'ici quelques années --

we can deliver on one of those original promises.

nous pourrons tenir une de ces promesses initiales.

Now, computing is just one example.

L'informatique n'est qu'un exemple.

It's the one that I'm interested in, that my group is really invested in,

C'est à celui-là que je m'intéresse, dans celui-là que mon groupe s'investit

but there are others in renewable energy, in medicine,

mais il y a en a d'autres : en énergies renouvelables, en médecine,

in structural materials,

en matériaux de structure,

où la science vous dira que pour avancer il faut du nano.

where the science is going to tell you to move towards the nano.

C'est là qu'il y a le plus d'avantages.

That's where the biggest benefit is.

But if we're going to do that,

Mais si nous le faisons,

the scientists of today and tomorrow are going to need new tools --

les scientifiques auront besoin de nouveaux outils --

tools just like the ones I described.

d'outils comme celui que j'ai décrit.

And they will need chemistry. That's the point.

Ils auront besoin de chimie. C'est de cela qu'il s'agit.

The beauty of science is that once you develop these new tools,

La beauté de la science est que, une fois ces nouveaux outils développés,

they're out there.

ils sont là.

They're out there forever,

Ils seront toujours là

and anyone anywhere can pick them up and use them,

et quiconque, où que ce soit peut les prendre, les utiliser

and help to deliver on the promise of nanotechnology.

et aider à tenir la promesse de la nanotechnologie.

Thank you so much for your time. I appreciate it.

Merci beaucoup de m'avoir accordé du temps.

(Applaudissements)

(Applause)