Girsanov 重加权在 CP2K 中的实现

路径测度的动力学重加权是一种强大的方法，用于在使用增强采样方法所采用的修正势能面时准确评估缓慢的分子过程。将此重加权框架集成到 CP2K 电子结构和分子动力学（MD）软件包中，为基于从头算和经典 MD 模拟的元动力学、不确定性量化和力场优化提供了一个稳健且广泛适用的工具。基于随机动力学系统的 Girsanov 定理，该方法被适配于 Bussi-Donadio-Parrinello 速度重标度方案。该方案可通过 CSVR 恒温器访问，并可解释为每个积分步需要两个随机数的 Langevin OVRVO/OBABO 更新方案。我们提供了详尽的实现细节，包括对 MD 周期中涉及的修改 CP2K 模块以及重加权因子计算的完整概述。该框架支持多种偏置势来源，可通过 PLUMED 接口或 CP2K 原生外部势与约束进行重加权。通过重新运行基准测试、马尔可夫状态模型（MSM）的动力学重加权以及基于 CP2K 轨迹的输运性质计算，证明了该实现的可行性，结果与参考模拟显示出极好的一致性。