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无需外场实现分子自由取向的控制能力——即在无外部场作用下使分子按特定空间方向排列——对物理学、化学及量子信息科学领域至关重要。然而传统方法通常会产生瞬态取向，表现为周期性方向反转，且需要制备覆盖超冷分子广泛转动态能谱的相干叠加态。该工作提出了一种理论框架，通过选择性操控对称陀螺分子的两个特定转动态，实现单向自由取向。研究团队证明，通过调控相干叠加态与初始态的精准选择，既可有效控制最大取向度，也能调控其方向。为实现理想的双态取向，该团队提出采用单控制脉冲的量子调控策略，大幅简化了传统多态或多脉冲方案的复杂性。针对碘甲烷（CH3I）分子的数值模拟验证了该方法的有效性和可行性，即使考虑分子离心畸变仍成立。研究结果揭示了初始态选择与量子相干性对实现持久高单向分子取向的关键作用，为立体化学、精密光谱学和量子计算开辟了新方向。