This is a representation of your brain, and your brain can be broken into two parts. There's the left half, which is the logical side, and then the right half, which is the intuitive. And so if we had a scale to measure the aptitude of each hemisphere, then we can plot our brain. And for example, this would be somebody who's completely logical. This would be someone who's entirely intuitive. So where would you put your brain on this scale? Some of us may have opted for one of these extremes, but I think for most people in the audience, your brain is something like this -- with a high aptitude in both hemispheres at the same time. It's not like they're mutually exclusive or anything. You can be logical and intuitive.
Ceci est une représentation de votre cerveau. Et votre cerveau peut être séparé en deux parties. Il y a la moitié gauche, qui est la partie logique, et la moitié droite, qui est celle de l'intuition. Ainsi, si nous disposions d'une échelle pour mesurer l'aptitude de chaque hémisphère, alors nous pourrions représenter notre cerveau. Par exemple, ce serait une personne entièrement logique. Ce serait une personne entièrement intuitive. Alors, où placeriez-vous votre cerveau sur l'échelle? Certains d'entre nous ont opté pour l'un de ces cas extrêmes, mais je pense que pour la majorité du public, votre cerveau ressemble à ça -- avec une grande aptitude pour les deux hémisphères en même temps. Ce n'est pas comme si elles étaient mutuellement exclusives, ni rien. Vous pouvez être logique et intuitif.
And so I consider myself one of these people, along with most of the other experimental quantum physicists, who need a good deal of logic to string together these complex ideas. But at the same time, we need a good deal of intuition to actually make the experiments work. How do we develop this intuition? Well we like to play with stuff. So we go out and play with it, and then we see how it acts, and then we develop our intuition from there. And really you do the same thing.
Et je me considère parmi ces personnes, comme la plupart des autres physiciens quantiques expérimentaux, nous avons besoin d'une grande partie de logique pour assembler ces idées complexes. Mais en même temps, nous avons besoin d'une grande part d'intuition pour faire fonctionner les expériences. Comment développons-nous cette intuition? Et bien, nous aimons jouer avec des trucs. Ainsi, nous sortons et jouons avec, et ensuite, nous regardons comment cela se comporte. Et ensuite, nous développons notre intuition à partir de ça. Et en fait, vous faites la même chose.
So some intuition that you may have developed over the years is that one thing is only in one place at a time. I mean, it can sound weird to think about one thing being in two different places at the same time, but you weren't born with this notion, you developed it. And I remember watching a kid playing on a car stop. He was just a toddler and he wasn't very good at it, and he kept falling over. But I bet playing with this car stop taught him a really valuable lesson, and that's that large things don't let you get right past them, and that they stay in one place.
Ainsi, une certaine intuition que vous devez avoir développé au fil des années est qu'une même chose est à un seul et même endroit à la fois. Je veux dire, cela pourrait paraître étrange de penser à une même chose à deux endroits différents au même moment, mais vous n'êtes pas nés avec cette idée, vous l'avez développée. Et je me souviens d'un enfant jouant sur une butée de parking. C'était juste un bambin et il n'était pas très doué, il ne cessait de tomber. Mais je parie que jouer avec cette butée lui a donné une bonne leçon, et ces ainsi que de grandes choses ne vous laissent pas juste passer, et qu'elles restent à un seul et même endroit.
And so this is a great conceptual model to have of the world, unless you're a particle physicist. It'd be a terrible model for a particle physicist, because they don't play with car stops, they play with these little weird particles. And when they play with their particles, they find they do all sorts of really weird things -- like they can fly right through walls, or they can be in two different places at the same time. And so they wrote down all these observations, and they called it the theory of quantum mechanics.
Et ainsi, c'est un modèle conceptuel génial du monde, du moment que vous n'êtes pas un physicien particulaire. C'est un modèle terrible pour un physicien particulaire, car ils ne jouent pas avec des stops, ils jouent avec de petites particules étranges. Et lorsqu'ils jouent avec leurs particules, ils découvrent qu'elles font toute sorte de choses très étranges -- comme voler à travers les murs, ou être à deux endroits en même temps. Et ils notent ainsi toutes leurs observations, et ils appellent ça la théorie de la mécanique quantique.
And so that's where physics was at a few years ago; you needed quantum mechanics to describe little, tiny particles. But you didn't need it to describe the large, everyday objects around us. This didn't really sit well with my intuition, and maybe it's just because I don't play with particles very often. Well, I play with them sometimes, but not very often. And I've never seen them. I mean, nobody's ever seen a particle. But it didn't sit well with my logical side either. Because if everything is made up of little particles and all the little particles follow quantum mechanics, then shouldn't everything just follow quantum mechanics? I don't see any reason why it shouldn't. And so I'd feel a lot better about the whole thing if we could somehow show that an everyday object also follows quantum mechanics. So a few years ago, I set off to do just that.
Et c'est là qu'en était la physique il y a quelques années; vous aviez besoin de la mécanique quantique pour décrire de petites, minuscules particules. Mais vous n'en aviez pas besoin pour décrire les grands objets du quotidien qui nous entourent. Cela ne s'accordait pas vraiment avec mon intuition, et c'est peut-être simplement parce que je ne joue pas très souvent avec des particules. Enfin, je joue avec parfois, mais pas très souvent. Et je ne les ai jamais vues. Je veux dire, personne n'as jamais vu une particule. Mais cela ne satisfaisait pas vraiment mon côté logique non plus. Parce que si tout est constitué de petites particules et que toutes les petites particules suivent les lois de la mécanique quantique, alors tout ne devrait-il pas simplement suivre les lois de la mécanique quantique? Je ne vois aucune raison pour que ça marche autrement. Et alors je me sentirais beaucoup mieux avec tout ça si nous pouvions démontrer d'une façon ou d'une autre qu'un objet ordinaire suit également les lois de la mécanique quantique. Ainsi, il y a quelques années, je me suis lancé là-dedans.
So I made one. This is the first object that you can see that has been in a mechanical quantum superposition. So what we're looking at here is a tiny computer chip. And you can sort of see this green dot right in the middle. And that's this piece of metal I'm going to be talking about in a minute. This is a photograph of the object. And here I'll zoom in a little bit. We're looking right there in the center. And then here's a really, really big close-up of the little piece of metal. So what we're looking at is a little chunk of metal, and it's shaped like a diving board, and it's sticking out over a ledge. And so I made this thing in nearly the same way as you make a computer chip. I went into a clean room with a fresh silicon wafer, and then I just cranked away at all the big machines for about 100 hours. For the last stuff, I had to build my own machine -- to make this swimming pool-shaped hole underneath the device. This device has the ability to be in a quantum superposition, but it needs a little help to do it.
Donc j'en ai fabriqué un. C'est le premier objet que vous pouvez voir à être dans une superposition de mécanique quantique. Ainsi, ce que nous regardons ici est un petit micro-processeur. Et vous pouvez voir cette espèce de point vert au centre. Et c'est de cette pièce de métal dont je vais parler dans une minute. Voici une photographie de l'objet. Je vais agrandir un peu. Nous regardons juste ici au centre Et là, c'est un plan très très rapproché de la petite pièce métallique. Ce que nous regardons est un petit morceau de métal, en forme de plongeoir, tenu sur le bord. Et donc, j'ai fabriqué ce truc presque de la même façon que vous fabriquez un micro-processeur. Je suis allé dans une salle blanche avec un disque de silicone neuf, et ensuite, j'ai juste lancé toutes les grosses machines pour environ 100 heures. Pour le dernier truc, j'ai du construire ma propre machine -- pour faire ce trou en forme de piscine sous l'appareil. Cet appareil est capable d'être dans une superposition quantique, mais il a besoin d'un peu d'aide pour faire ça.
Here, let me give you an analogy. You know how uncomfortable it is to be in a crowded elevator? I mean, when I'm in an elevator all alone, I do all sorts of weird things, but then other people get on board and I stop doing those things because I don't want to bother them, or, frankly, scare them. So quantum mechanics says that inanimate objects feel the same way. The fellow passengers for inanimate objects are not just people, but it's also the light shining on it and the wind blowing past it and the heat of the room. And so we knew, if we wanted to see this piece of metal behave quantum mechanically, we're going to have to kick out all the other passengers.
Maintenant, laissez-moi vous donner une analogie. Vous savez à quel point il est inconfortable de se trouvé dans un ascenseur bondé. Je veux dire, quand je suis tout seul dans un ascenseur, je fais toutes sortes de choses bizarres, mais ensuite d'autres gens montent et j'arrête de faire ces choses, parce que je ne veux pas les embêter, ou, carrément, les effrayer. Ainsi, la mécanique quantique dit que les objets inanimés se comportent de la même façon. Les compagnons de voyages pour les objets inanimés ne sont pas de simples personnes, mais ce sont aussi la lumière qui brille sur eux et le vent soufflant sur eux et la chaleur de la pièce. Et alors nous savions que si nous voulions voir ce morceau de métal se comporter selon les lois de la mécanique quantique, nous allions avoir à éjecter tous les autres passagers.
And so that's what we did. We turned off the lights, and then we put it in a vacuum and sucked out all the air, and then we cooled it down to just a fraction of a degree above absolute zero. Now, all alone in the elevator, the little chunk of metal is free to act however it wanted. And so we measured its motion. We found it was moving in really weird ways. Instead of just sitting perfectly still, it was vibrating, and the way it was vibrating was breathing something like this -- like expanding and contracting bellows. And by giving it a gentle nudge, we were able to make it both vibrate and not vibrate at the same time -- something that's only allowed with quantum mechanics.
Et alors, c'est ce que nous avons fait. Nous avons éteint la lumière, et ensuite nous l'avons placé sous vide, et ensuite nous l'avons refroidi à juste une fraction de degré sous le zéro absolu. Maintenant, tout seul dans l'ascenseur, le petit morceau de métal est libre d'agir comme il l'entend. Et nous mesurons alors son mouvement. Nous avons trouvé qu'il bougeait de façon très étrange. Au lieu de rester parfaitement immobile, il vibrait. Et la façon dont il vibrait ressemblait à une respiration, un peu comme ça -- comme s'il inspirait et expirait. Et en lui donnant un petit coût de pouce, nous étions capable de le faire à la fois vibrer et ne pas vibrer en même temps -- quelque chose qui n'est autorisé que par la mécanique quantique.
So what I'm telling you here is something truly fantastic. What does it mean for one thing to be both vibrating and not vibrating at the same time? So let's think about the atoms. So in one case: all the trillions of atoms that make up that chunk of metal are sitting still and at the same time those same atoms are moving up and down. Now it's only at precise times when they align. The rest of the time they're delocalized. That means that every atom is in two different places at the same time, which in turn means the entire chunk of metal is in two different places. I think this is really cool. (Laughter) Really.
Donc, ce que je suis entrain de vous raconter ici est réellement fantastique. Qu'est-ce que cela signifie pour une chose d'à la fois vibrer et ne pas vibrer en même temps? Alors, pensons aux atomes. Ainsi, un cas: l'ensemble des trillions d'atomes composant ce morceau de métal restent immobiles et en même temps, ces mêmes atomes se déplacent de haut en bas. Maintenant, c'est seulement à des moments précis qu'ils s'alignent. Le reste du temps, ils sont décalés. Cela signifie que chaque atome est à deux endroits différents au même instant, ce qui, par conséquent, signifie que le morceau de métal entier est à deux endroits différents. Je pense que c'est vraiment sympa. (Rire) Vraiment.
(Applause)
(Applaudissements)
It was worth locking myself in a clean room to do this for all those years because, check this out, the difference in scale between a single atom and that chunk of metal is about the same as the difference between that chunk of metal and you. So if a single atom can be in two different places at the same time, that chunk of metal can be in two different places, then why not you? I mean, this is just my logical side talking. So imagine if you're in multiple places at the same time, what would that be like? How would your consciousness handle your body being delocalized in space?
Ca en valait la peine de m'enfermer dans une pièce blanche pour faire ça pendant toutes ces années. Parce que, en fin de compte, la différence d'échèle entre un atome isolé et ce morceau de métal est équivalent à la différence entre ce morceau de métal et vous. Alors, si un atome isolé peut être à deux endroits en même temps, ce morceau de métal peut être à deux endroits différents, alors pourquoi pas vous? Je veux dire, c'est juste mon côté logique qui parle. Donc, imaginez si vous étiez dans plusieurs endroits en même temps, a quoi cela ressemblerait-il? Comment votre conscience pourrait gérer le fait que votre corps soit séparé dans l'espace?
There's one more part to the story. It's when we warmed it up, and we turned on the lights and looked inside the box, we saw that the piece metal was still there in one piece. And so I had to develop this new intuition, that it seems like all the objects in the elevator are really just quantum objects just crammed into a tiny space.
Il y a une partie supplémentaire à l'histoire. C'est quand nous le chauffons, et que nous allumons les lumières et regardons à l'intérieur de la boîte, nous voyons que le morceau de métal est toujours là en un seul morceau. Ainsi, j'ai du développer cette nouvelle intuition, qui suppose que tous les objets dans l'ascenseur sont en réalité de simples objets quantiques entassés dans un petit espace.
You hear a lot of talk about how quantum mechanics says that everything is all interconnected. Well, that's not quite right. It's more than that; it's deeper. It's that those connections, your connections to all the things around you, literally define who you are, and that's the profound weirdness of quantum mechanics.
Vous avez entendu beaucoup d'exposés sur la mécanique quantique qui disent que tout est interconnecté. Et bien, ce n'est pas tout à fait vrai; c'est plus que ça, plus profond. C'est que ces connections, vos connections avec tout ce qui vous entoure, définissent littéralement qui vous êtes. Et c'est là toute l'étrangeté de la mécanique quantique.
Thank you.
Merci.
(Applause)
(Applaudissements)