路径积分分子动力学的高效随机恒温
统计力学
2010-09-29 v1 计算物理
摘要
路径积分分子动力学（PIMD）方法提供了一种计算凝聚相系统量子力学结构与热力学性质的便捷途径，其代价是在系统的物理振动之上引入了一组额外的高频简正模。对如此宽泛的频率范围进行高效采样构成了相当大的恒温挑战。在此，我们引入了一种简单的随机路径积分朗之万方程（PILE）恒温器，它利用了对自由路径积分简正模频率的解析知识。我们还应用了最近开发的基于广义朗之万方程（GLE）的色噪声恒温器，该恒温器自动实现了类似的频率优化采样。针对液态水和钯中氢系统的若干物理相关性质，我们将这些恒温器的采样效率与更常规的Nose-Hoover链（NHC）恒温器进行了比较。在几乎所有情况下，我们发现新的PILE恒温器的表现与NHC恒温器一样好，同时允许计算上更高效的实现。GLE恒温器也被证明非常稳健，在所有考虑的情况下都能提供接近最优的采样效率。因此，我们相信这些简单的随机恒温器将在未来的许多PIMD模拟中找到有用的应用。
引用
@article{arxiv.1009.1045,
title = {Efficient stochastic thermostatting of path integral molecular dynamics},
author = {Michele Ceriotti and Michele Parrinello and Thomas E. Markland and David E. Manolopoulos},
journal= {arXiv preprint arXiv:1009.1045},
year = {2010}
}
备注
Accepted for publication on JCP