容量与熵垒的自由通过
计算物理
2020-08-19 v2
摘要
我们提出一种方法，用于估计在分子动力学模拟中，给定众多小目标中某一个将首先被到达的概率。从海量可能构型中到达小目标构成了熵垒。实验证据表明熵垒在生物分子系统中无处不在，且常表征生物分子过程的速控步骤。很可能出于相同原因，它们也常表征模拟中的速控步骤。在首达概率无需直接模拟即可计算的范围内，穿越熵垒的过程可由从所计算的（“首达”）分布中做一次选择来替代。我们将证明，在存在某些熵垒时，只要初始构型适度远离各个目标，首达概率就近似不随初始构型变化。我们进一步证明，作为该不变性的结果，首达分布可由目标周围局部集合的“容量”很好地近似。利用这些理论结果以及一种用于近似容量的蒙特卡洛机制，我们提供了一种在存在熵垒时估计小目标命中概率的方法。在一个理想化（“高尔夫球场”）势的数值实验中，估计值与直接模拟结果一样准确，但计算速度快得多。
引用
@article{arxiv.1811.00205,
title = {Capacities and the Free Passage of Entropic Barriers},
author = {Jackson Loper and Guangyao Zhou and Stuart Geman},
journal= {arXiv preprint arXiv:1811.00205},
year = {2020}
}