利用驱动非平衡过程中的多个时间切片估计平衡系综平均：理论及其在单分子拉伸实验中的自由能、矩和热力学长度应用
统计力学
2011-11-21 v1
摘要
统计力学中最近发现的恒等式使得从驱动非平衡过程的实现（包括单分子拉伸实验和类似的计算机模拟）中计算平衡系综平均成为可能。收集大数据集的挑战促使人们追求高效的统计估计量，以最大化利用可用信息。沿着这些思路，Hummer 和 Szabo 开发了一种估计量，该估计量结合了沿驱动非平衡过程的多个时间切片的数据来计算平均力势。在这里，我们推广了他们的方法，汇集来自多个时间切片的信息以估计任意平衡期望。我们的表达式可以与路径系综平均的估计量（包括使用单向和双向协议收集数据的现有最优估计量）相结合。我们通过计算模型单分子拉伸实验中的自由能、聚合物延伸的矩以及热力学长度的度量张量来演示该估计量。与仅使用单个时间切片的估计量相比，我们的多时间切片估计量产生了更平滑的估计，并实现了更低的高阶矩方差。
引用
@article{arxiv.1010.5467,
title = {Estimating equilibrium ensemble averages using multiple time slices from driven nonequilibrium processes: theory and application to free energies, moments, and thermodynamic length in single-molecule pulling experiments},
author = {David D. L. Minh and John D. Chodera},
journal= {arXiv preprint arXiv:1010.5467},
year = {2011}
}
备注
28 pages, 9 figures