本报讯  中国科大分子精密光谱研究团队联合英国伦敦大学学院与德国计量局（PTB）在分子精密光谱与量子计量领域取得突破性进展。相关成果于9月17日发表在《科学进展》上。该工作通过发展完全基于频率测量的光谱技术，将分子线强度比的测量不确定度降至0.003%，并首次实现基于光学方案、可直接溯源至玻尔兹曼常数的原级测温，统计不确定度低至0.5mK，较之前文献报道同类工作的精度提升10倍以上，为量子化学、精密测量及多学科交叉研究开辟了新范式。

双波长腔模色散光谱装置示意图

研究团队开发的“双波长腔模色散光谱技术（DW-CMDS）”成功消除了测量中的共模误差，使分子跃迁强度比的测量精度达到十万分之一水平，较此前国际最高水平（0.1%）提升近两个数量级。这一技术突破直接推动了光学测温技术的革新：基于分子光谱的热力学温度测定可直接溯源至基本物理常数，无需依赖传统温标传递，在燃烧诊断、同位素分析等计量场景中展现出巨大应用潜力。

CO分子作为迄今研究最为透彻的简单分子之一，成为检验量子化学理论的理想对象。该研究对迄今最高精度的量子化学从头算理论进行了直接检验——实验数据和之前理论计算结果存在高达0.2%的系统性偏差，而与修正后的理论计算结果间的偏差可降低到0.02%水平，但仍然明显大于实验误差。这种“近乎完美却又暗藏差异”的结果，带来了对分子偶极矩面电子关联效应的新认识，实验结果将成为标志性benchmark，指引量子化学理论和计算模型的进一步优化。

此项工作的核心价值在于其高度的学科交叉性：既是检验理论的“试金石”，通过实验数据验证最高精度量子化学理论预测的可靠性；也是精密光谱技术的“里程碑”，为分子物理参数测量树立新基准；更是计量学领域的“新工具”，可广泛应用于能源、环境等领域的高精度测量。

研究团队表示，该技术有望进一步拓展至更复杂分子体系及极端物理条件下的测量，实现高精度的温度计量、气体与同位素分析等，助力解决量子化学、天体物理、地质化学等领域的关键科学问题。

中国科大研究生李进科、合肥国家实验室王进博士为该论文共同第一作者，中国科大胡水明教授、谈艳研究员，伦敦大学学院Jonathan Tennyson教授为论文共同通讯作者。

（合肥微尺度物质科学国家研究中心 科研部）