路径积分分子动力学的有效随机恒温

路径积分分子动力学（PIMD）方法提供了一种方便的方法来计算凝聚相系统的量子力学结构和热力学性质，但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式。对如此宽的频率范围进行有效采样是一个相当大的恒温挑战。在这里，我们介绍了一个简单的随机路径积分朗之万方程（PILE）恒温器，它利用了自由路径积分法向模频率的分析知识。我们还应用了最近开发的基于广义朗之万方程（GLE）的有色噪声恒温器，该恒温器可自动实现类似的频率优化采样。将这些恒温器的采样效率与更传统的Nosé–Hoover链（NHC）恒温器进行比较，以了解液态水和氢-钯系统的一些物理相关特性。几乎在所有情况下，新的PILE恒温器都能与NHC恒温器一样工作，同时可以实现更高效的计算。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佳的采样效率。我们怀疑，这些简单的随机恒温器将因此在许多未来的PIMD模拟中找到有用的应用。