Dans un couloir étroit, les gens ne marchent pas en foule mais en rangées. Le nombre de rangées dépend de la largeur du passage. Dans le graphène, ce couloir est joué par un contact ponctuel quantique — une constriction où les électrons se déplacent balistiquement, sans diffusion. Deux grilles avec un espacement de 75 nm créent ce couloir, et une troisième grille en modifie la largeur, ouvrant ou fermant les modes quantiques — les « rangées » discrètes pour les électrons. Chaque nouveau mode ajoute une marche à la conductance.

Un contact supraconducteur en aluminium a été connecté à ce couloir. À une température de 10 mK, la supraconductivité de l'aluminium influence les électrons du graphène : à l'interface se produit la réflexion d'Andreev — un électron, arrivant sur le supraconducteur, se transforme en trou qui repart en arrière. C'est comme si une personne, se heurtant à un mur, faisait demi-tour et revenait, mais en transmettant sa charge. En conséquence, le courant à travers le couloir est amplifié : la conductance à chaque marche augmente d'environ un quart.

Lorsque la tension de polarisation augmente, la supraconductivité dans le contact est détruite. Cela ne se produit pas progressivement mais par saut : à une puissance critique d'environ 0,5 nW — c'est la puissance dissipée par un grain de sable tombant d'un centimètre de hauteur en une seconde — le contact bascule dans l'état normal. Le courant de basculement change également par paliers, suivant le nombre de modes ouverts. Chaque nouveau mode est comme un interrupteur supplémentaire : il active l'amplification du courant, mais rapproche simultanément le seuil de coupure de la supraconductivité.

Auparavant, on ignorait comment les modes quantifiés d'un canal balistique dans le graphène affectaient le transport supraconducteur, en particulier le courant excédentaire et la destruction de la supraconductivité à de grands déplacements. Maintenant, il est clair que l'amplification andréenne, le courant excédentaire et le courant de basculement changent par paliers lors du remplissage séquentiel des modes, obéissant à la même structure modale. Cela a pu être démontré en comparant le comportement de la conductance et du courant de basculement à différentes tensions de grille.

Cette plateforme peut servir de banc d'essai pour étudier la supraconductivité hors équilibre et les transitions dissipatives dans les nanostructures balistiques. Elle pourrait être utile pour développer des éléments de circuits quantiques à couplage contrôlé. Mais dès maintenant, il est clair : dans le couloir étroit du graphène, chaque rangée d'électrons n'est pas seulement une marche de courant, mais un interrupteur dont dépend le maintien de la supraconductivité.