Une fine couche d'arséniure d'indium est cachée sous un film supraconducteur, comme une voix sous le bruit d'une foule. Dans un tel hybride, le courant suit le chemin de moindre résistance et circule presque entièrement dans le métal, de sorte que le semi-conducteur reste inaudible pour les instruments ordinaires. Mais si l'on applique un champ magnétique intense, des oscillations quantiques se réveillent dans la couche cachée : des variations périodiques de la résistance, semblables à une respiration rythmée. C'est ce chuchotement que l'on a réussi à entendre.

Les physiciens ont déposé sur une hétérostructure InGaAs/InAs/InGaAs six métaux différents : l'aluminium, l'étain, le vanadium, le niobium, le tantale et le rhénium. Le dépôt a été effectué à une température de 7 K afin que l'interface reste nette. Ensuite, les échantillons ont été placés dans un champ magnétique allant jusqu'à 14 T et la résistance a été mesurée à des températures comprises entre 1,8 et 20 K. Même lorsque le courant circulait principalement dans le métal, les oscillations provenant du puits semi-conducteur parvenaient à émerger. Pour en extraire les paramètres, l'amplitude des oscillations a dû être multipliée par une correction qui tient compte de la fraction du courant détournée par le métal.

Chaque film a créé à l'interface avec le semi-conducteur une sous-bande supplémentaire, c'est-à-dire un canal distinct pour les électrons. Pour les métaux réfractaires (tantale, niobium, vanadium, rhénium), ce canal s'est avéré peu profond, tandis que pour l'aluminium et l'étain, il était profond. Parallèlement, le puits quantique principal n'a presque pas changé : sa fréquence d'oscillation est restée autour de 5 T, et la masse des électrons ainsi que le facteur g (un nombre qui décrit le moment magnétique de l'électron) ne se sont écartés de l'échantillon non recouvert que de 10 % au maximum. Le plus surprenant : le temps de vie quantique, c'est-à-dire le temps pendant lequel un électron conserve son état quantique, n'a pas été réduit sous aucun film. L'aluminium et l'étain l'ont même allongé.

Le couplage entre le puits et le métal s'est révélé faible : la limite supérieure de l'énergie de couplage variait de 0,18 à 0,6 meV selon le métal. Cela signifie que la fente supraconductrice, c'est-à-dire l'écart d'énergie que le métal induit dans le semi-conducteur, n'atteint que 0,3 à 0,8 de sa valeur maximale. Auparavant, ces paramètres restaient inconnus, car le métal court-circuitait le courant et empêchait les mesures standard. Désormais, les oscillations quantiques permettent de regarder sous le film sans détruire l'hybride.

Ces chiffres ne sont pas destinés à un rapport, mais à une application concrète. Les qubits hybrides et les dispositifs à base d'états de Majorana nécessitent une connaissance précise de l'état normal du semi-conducteur : sa masse, son facteur g, sa mobilité. Ces travaux montrent qu'un film supraconducteur ne dégrade pas nécessairement le semi-conducteur, et qu'il sert parfois d'écran protecteur. Le chuchotement qui semblait d'abord imperceptible peut désormais non seulement être entendu, mais aussi être déchiffré mot à mot.