棘輪，在周期力的作用下能產(chǎn)生單向運(yùn)動(dòng)。如，用改錐連續(xù)擰來(lái)棘齒的螺絲釘，螺絲釘就會(huì)不斷向深處鉆。這是向一側(cè)傾斜的一圈棘齒產(chǎn)生的效應(yīng)。

量子棘輪，通過(guò)一個(gè)振蕩信號(hào)或隨機(jī)變化信號(hào)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電子運(yùn)動(dòng)方向的控制，使它們完成有用運(yùn)動(dòng)。在量子棘輪的研究領(lǐng)域居領(lǐng)先地位的德國(guó)科學(xué)家彼得?亨吉和他的同事認(rèn)為，電子像人們預(yù)計(jì)的那樣自動(dòng)遠(yuǎn)離電路負(fù)極的時(shí)代很快就要結(jié)束。亨吉興奮地說(shuō)：“你可以讓電子轉(zhuǎn)圈運(yùn)動(dòng)，或上下運(yùn)動(dòng)，還可以讓它爬坡�！�

量子棘輪能使電子在沒(méi)有有向電壓的環(huán)境中來(lái)回運(yùn)動(dòng)。這意味著它能夠利用沒(méi)有電線連接的電子設(shè)備指揮電子隨意分流在不同的電器元件間跳躍。隨意分流的單個(gè)電子可用來(lái)儲(chǔ)存量子信息。經(jīng)過(guò)專門設(shè)計(jì)的電路塊則成為構(gòu)建新一代量子計(jì)算機(jī)的邏輯門。

在低溫下。處于電子通道槽底部的的電子無(wú)法逾越槽兩側(cè)的壁壘，經(jīng)典物理學(xué)認(rèn)為，這些電子將被永久俘獲。然而根據(jù)量子理論，這些電子是能逃逸的。電子是一種概率波，沒(méi)有明確的方位，存在逃到勢(shì)能壁壘之外的小概率。它可以從兩個(gè)方向貫穿棘齒型槽，如果“壁壘”極薄，貫穿概率便會(huì)大大提高。這一理論，目前已被科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)證實(shí)。他們還指出，由于電子攜帶熱量，量子棘輪也許可用做熱力水泵，給芯片的微元件降溫。對(duì)量子棘輪的研究可能有助于人體分子馬達(dá)的研究。我們身體的肌肉就是大批協(xié)調(diào)運(yùn)作的分子馬達(dá)，它們吸收體內(nèi)化學(xué)反應(yīng)釋放的無(wú)方向能量，并發(fā)揮棘輪效應(yīng)，否則能量之于人體便是無(wú)效的。當(dāng)然，分子馬達(dá)不等同于量子棘輪。

另?yè)?jù)報(bào)道：在量子世界運(yùn)作的棘輪，不久將用于電子設(shè)備中。生物學(xué)家正在研制量子鋸齒溝槽，用以分割不同重量的脫氧核糖核酸片段。

１、下列對(duì)“量子棘輪”的理解，正確的一項(xiàng)是

A、能在周期力的作用下產(chǎn)生向一側(cè)傾斜一圈棘齒的單向運(yùn)動(dòng)。

B、具有讓電子轉(zhuǎn)圈運(yùn)動(dòng)或上下運(yùn)動(dòng)甚至爬坡等多種形式。

C、通過(guò)振蕩信號(hào)、隨機(jī)變化信號(hào)控制電子運(yùn)動(dòng)方向而完成有用運(yùn)動(dòng)。

D、將對(duì)生物化學(xué)等學(xué)科的研究與發(fā)展起促進(jìn)作用。

２、根據(jù)第三節(jié)的重要信息，正確的一項(xiàng)是

A、量子棘輪能使電子在沒(méi)有有向電壓的環(huán)境中自由運(yùn)動(dòng)。

B、量子棘輪能使電子設(shè)備革新而不再使用電線連接。

C、經(jīng)過(guò)隨意分流，電子才可用來(lái)儲(chǔ)存量子信息。

D、量子棘輪將應(yīng)用于新一代量子計(jì)算機(jī)的研制。

３、對(duì)“發(fā)揮棘輪效應(yīng)”的理解，正確的一項(xiàng)是

A、大批協(xié)調(diào)運(yùn)作的分子馬達(dá)能使肌肉產(chǎn)生有效能量以滿足人體需要。

B、分子馬達(dá)協(xié)調(diào)運(yùn)作使其吸收的無(wú)方向能量成為定向能量以滿足人體各部分需要。

C、在周期力的作用下，肌肉產(chǎn)生的單向運(yùn)動(dòng)跟體內(nèi)能量的無(wú)方向性相抵消。

D、肌肉為了補(bǔ)充人體所消耗的能量，將吸收的無(wú)方向化學(xué)能量先改造再釋放。

４、下列對(duì)原文的理解，正確的一項(xiàng)是

A、量子棘輪也許可用做熱力水泵，給芯片的微元件降溫，這說(shuō)明電子可攜帶熱量。

B、運(yùn)用量子棘輪驗(yàn)證了電子確實(shí)是一種概率波，推翻了經(jīng)典物理學(xué)的理論。

C、處于低溫下、電子通道槽底部的的電子沒(méi)有明確的方位，存在逃到勢(shì)能壁壘之外的小概率。

D、 生物學(xué)家運(yùn)用量子棘輪研制的量子鋸齒溝槽，可以分割不同重量的脫氧核糖核酸片段。

參考答案：

１、D。（A所講的是棘輪，而不是量子棘輪；B所講的是“你”可以怎么樣；C“振蕩信號(hào)”與“隨機(jī)變化信號(hào)”不是并列的。）

２、D。（A原文是講“來(lái)回”運(yùn)動(dòng)； B原文只是講“能利用沒(méi)有電線連接的電子設(shè)備指揮電子隨意分流”；C原文是講“單個(gè)電子”，也未強(qiáng)調(diào)要“經(jīng)過(guò)隨意分流”。）

３、B。（A“大批協(xié)調(diào)運(yùn)作的分子馬達(dá)”就是肌肉，它不能使肌肉產(chǎn)生有效能量； C棘輪效應(yīng)是講分子馬達(dá)協(xié)調(diào)運(yùn)作使其吸收的無(wú)方向能量成為定向能量；D原文是講“化學(xué)反應(yīng)釋放的無(wú)方向能量”，而不是化學(xué)能量。）

４、C。（A顛倒了因果關(guān)系；B推翻的只是跟量子理論有悖的觀點(diǎn) ；D原文是講“正在研制”。）