增强采样与自由能计算的变分方法

广泛使用的采样方法（如分子动力学或蒙特卡洛）探索复杂自由能景观的能力受到动力学瓶颈的严重阻碍。人们提出了大量解决方案来缓解这一问题。许多方法基于引入作为少量集体变量函数的偏置势。然而，构建此类偏置并不简单。在此，我们引入了偏置势的泛函及其相关的变分原理。使该泛函最小化的偏置与自由能表面存在简单的关系。该变分原理可转化为一种实用、高效且灵活的采样方法。文中展示了多个数值示例，包括三维自由能表面的确定。我们认为，除了数值上的优势外，我们的变分方法为以新颖视角审视采样问题提供了便利的立足点。