基于平均力的温度加速切片采样：高维自由能面的高效重构
计算物理
2021-10-18 v1 统计力学
摘要
温度加速切片采样（TASS）是一种计算高维自由能面的高效方法。原始TASS方法采用加权直方图分析方法（WHAM），这是一种迭代后处理，用于对在约束偏置下获得的切片窗口中的高维概率分布进行重加权与拼接。WHAM要求TASS窗口彼此靠近以保证分布适当重叠，并覆盖感兴趣的集体变量空间。另一方面，TASS窗口数量的增加意味着更多的模拟次数，从而影响方法效率。为克服该问题，我们在此提出一种基于平均力（MF）的重加权方案，称为TASS-MF，其能够在无需WHAM后处理的情况下以更少的窗口数实现精确计算。该技术应用于真空中的丙氨酸二肽和三肽，计算了其二维和四维自由能面，其中后者在传统伞形采样和元动力学中是难以处理的。所计算的自由能面精度在kcal/mol以内，确保了在计算化学中广泛应用的安全性。
引用
@article{arxiv.2106.03321,
title = {Mean Force Based Temperature Accelerated Sliced Sampling: Efficient Reconstruction of High Dimensional Free Energy Landscapes},
author = {Asit Pal and Subhendu Pal and Shivani Verma and Motoyuki Shiga and Nisanth N. Nair},
journal= {arXiv preprint arXiv:2106.03321},
year = {2021}
}