Resolution dependence of most probable pathways with state-dependent diffusivity
该研究针对具有状态依赖扩散系数的双稳势系统，发现最概然路径随时空管分辨率定性变化，高分辨率下存活概率仅由扩散决定，还推广了Onsager-Machlup作用量并揭示了存活概率比的奇异特性。
2024-02-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Transition from distributional to ergodic behavior in an inhomogeneous diffusion process: Method revealing an unknown surface diffusivity
分子在细胞中的扩散通过在膜表面上找到靶标而在表面上提供生物反应中起重要作用。目标附近的水阻滞（缓慢扩散）有助于搜索分子识别目标。在这里，我们考虑在三维扩散过程中，在表面上的扩散比在散装慢的表面上的扩散率的影响。我们表明，整体平均均方位移随时间线性增加时，从表面的解吸率是有限的，即使当表面上的扩散是亚扩散。此外，这种表面上的缓慢扩散影响的时间平均均方位移（TAMSDs）的波动。我们发现，TAMSDs的波动保持大时，测量时间小于特征弛豫时间，并根据测量时间的增加，对于一个相对较大的测量时间衰减。因此，我们发现一个过渡，从非遍历（分布）遍历扩散在目标搜索过程中。此外，这种波动分析提供了一种方法来估计一个未知的表面扩散。
2014-12-19 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Double diffusivity model under stochastic forcing
“双扩散率”模型在20世纪70年代末被提出，并在20世纪80年代初被修改，作为与现有的离散扩散模型相对应的连续体，对应于高扩散率路径，例如晶界和位错线。从技术上讲，该模型是一个耦合的{ \it Fick型}扩散方程系统，用于表示“常规”和“高”扩散率路径，其中“源项”占两条路径之间的质量交换。通过类比扩展了模型的范围，以描述具有双重孔隙率的多孔介质中的流动，以及模拟具有两个非平衡局部温度浴（例如离子浴和电子浴）的介质中的热传导。解耦合的两个偏微分方程导致一个高阶扩散方程，其解决方案，可以得到的经典扩散方程的解决方案。类似的方程也可以在应用于扩散问题的“内部长度”梯度（ILG）力学公式中导出，{ \it，即}，通过引入非局部效应，连同惯性和粘性，在力学为基础的制定扩散理论。这个问题变得特别重要的情况下，扩散的nanopolycrystals的确定性ILG为基础的理论计算预测的弛豫时间，这是只有约十分之一的实际实验验证的时间尺度。本文通过在ILG结构中增加一个重要的元素，即随机性，考虑到所有边界层波动，提供了这种估计中的“缺失环节”。我们的随机ILG扩散计算证实了理论和实验之间的和解，从而基准新一代的基于梯度的连续模型，符合更接近现实生活中的波动环境。
2017-05-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Analysis of Transition Path Ensemble in the Exactly Solvable Models via Overdamped Langevin Equation
系统在两种状态之间的跃迁是自然科学中的一个重要而又困难的问题。在这篇文章中，我们研究的过渡问题的框架下的过渡路径集成。利用过阻尼Langevin方法，引入了转移概率的路径积分公式，得到了转移路径空间中的最小作用路径方程.对于跃迁路径系综中的有效采样，我们导出了一个条件过阻尼朗之万方程。在自由粒子系统和调和系统这两个精确可解的模型中，给出了条件概率密度的表达式以及条件Langevin方程和最小作用路径的显式解，分析结果表明条件Langevin方程与跃迁中期望概率分布的一致性.证明了条件朗之万方程是对跃迁路径系综进行抽样的有效工具，最小作用量原理实际上是导致最可几路径的一种途径。
2022-12-06 cond-mat.stat-mech
Effective diffusion coefficient in tilted disordered potentials: Optimal relative diffusivity at a finite temperature
在这项工作中，我们研究了非相互作用的过阻尼粒子的输运性质，运动在倾斜的无序势，受到高斯白噪声。我们给出了精确的漂移和扩散系数的情况下的随机电位从一个粒子与“随机聚合物”的相互作用。在我们的模型中，“无规聚合物”是由一些随机过程的单体组成的，这些单体可以从有限或可数的无限可能的单体类型中选取。对于不相关的随机聚合物的情况下，我们发现，扩散系数表现出非单调的行为作为噪声强度的函数。特别有趣的是，在有限的温度下，相对扩散率成为最佳的事实，这是一个行为，让人想起随机共振。我们解释这种效果作为系统的确定性和嘈杂的动态之间的相互作用。我们还表明，这种行为的扩散系数在有限的温度下是更明显的弱无序势的情况下。我们测试我们的研究结果，通过数值模拟相应的朗之万动力学的一个合奏的非相互作用的过阻尼粒子扩散不相关的随机电位。
2014-09-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Optimal estimators and asymptotic variances for nonequilibrium path-ensemble averages
现有的非平衡路径集成平均值的最优估计属于扩展桥抽样的框架内。使用这个框架，我们推导出一个一般的最小方差估计，可以结合非平衡轨迹数据采样从多个路径合奏估计任意函数的非平衡期望。该框架也适用于获得渐近方差估计，这是一个有用的统计不确定性的措施。特别是，我们开发的渐近方差估计有关Jarzynski的自由能和Hummer-Szabo表达式的平均力的潜力，从单或双向路径样本计算的平等。最后，他们证明了一个模型单分子拉实验。在这些模拟中，渐近方差表达式被发现准确地表征估计量的置信区间时，偏差是小的。因此，它不能很好地用于具有大偏差的单向估计，但对于该模型，它在很大程度上反映了Minh和Adib推导的双向估计量的真实误差。
2009-07-27 cond-mat.stat-mech
Inequivalence of nonequilibrium path ensembles: the example of stochastic bridges
我们研究的随机过程中的轨迹受到约束，使该过程实现了一个大的偏差的无约束过程。特别是我们考虑随机桥梁和微正则系综之间的路径系综，其中的轨迹的端点受到约束，和规范或S系综，其中的偏差或倾斜引入到过程中的不等价性的问题。我们展示了如何合奏不等价可以表现出的现象，时间的凝聚，其中大的偏差是实现在一个消失的分数的持续时间（长时间）。对于扩散过程，我们发现，冷凝发生时，该过程是受限制的潜力，如Ornstein-Uhlenbeck过程，但不是在干摩擦的边界情况下，其中有部分合奏等价。我们还讨论了连续空间，离散时间的随机游动的情况下，一个沉重的尾巴步长分布，它是已知的，大偏差可以实现在一个单一的步骤的步行。最后，我们考虑可能的影响的过程中的几个约束，特别是给出了一个替代的解释的相互作用驱动的凝聚在约束布朗游览。
2015-12-14 cond-mat.stat-mech
Ensemble averaged coherent state path integral for disordered bosons with a repulsive interaction and derivation of a nonlinear sigma model
一个相干态路径积分被认为是玻色子的随机势的系综平均值，并与一个额外的，排斥的相互作用的背景下，BEC列入专门准备的障碍。相干态的路径积分，作为一个生成函数的可观的，是从非平衡时间轮廓的“向前”和“向后”传播，使时间轮廓度量必须考虑在系综平均与随机势的基本规范化。因此，用于导出非线性西格玛模型的相应对称性遵循所涉及的时间轮廓度量，其导致辛群Sp（4）与子群U（2）的陪集分解Sp（4）/U（2）× U（2），用于密度相关真空或基态的酉不变性;相应的自发对称性破缺在自能矩阵内产生反常或“Nambu”加倍场自由度，其最终由剩余陪集矩阵来考虑。因此，根据原始的“安德森局部化”，“返回概率”的概念自然包含在等效的“向前”和“向后”传播的非平衡轮廓时间的相干态路径积分中。
2010-06-29 cond-mat.stat-mech
Path ensembles averages in systems driven far-from-equilibrium
Kawasaki非线性响应关系、瞬态涨落定理和Jarzynski非平衡功关系都是描述系统在外部扰动下从平衡态脱离的行为的表达式。与线性响应理论相反，这些表达式是精确的，无论扰动的强度如何，或者系统偏离平衡有多远。在本文中，我表明，这三个关系（和其他几个密切相关的结果）都可以被认为是一个单一的定理的特殊情况。这个表达式是明确推导出离散时间和空间马尔可夫动力学，与额外的假设，即单时间步动力学保持适当的平衡合奏，系统的能量仍然有限。
1999-08-27 cond-mat.stat-mech
Phase space maximal entropy random walk: Langevin-like ensembles of physical trajectories
本文提出相空间最大熵随机游走（psMERW），在相空间中构建有限速度物理轨迹系综，推导并比较四种平稳分布预测方法，发现新方法在势阱中产生$\sin$分布，与量子力学$\sin^2$分布存在可实验区分的差异。
2024-04-22 cond-mat.stat-mech
Ensemble averaged coherent state path integral for disordered bosons with a repulsive interaction (Derivation of mean field equations)
本文考虑了具有排斥接触相互作用的玻色原子在玻色-爱因斯坦凝聚的陷阱势中的作用，并附加了一个随机势。两个模型的静态和动态无序的系综平均值进行并行研究。玻色子多体系统的两个障碍模型表示的相干态路径积分的Keldysh时间轮廓，允许精确的合奏平均为零和有限的温度。因此，相干态路径积分的这些系综平均值为副本场论或超对称平均技术提供了替代方案。
2007-08-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Sampling diffusive transition paths
我们解决的问题，采样双端扩散路径。合奏的路径表示使用对称版本的Onsager-Machlup公式，它只需要评估的力场，并在直接的时间离散化，产生一个对称的积分器，是准确的二阶。有效地对该集合进行采样需要避免与对路径的无穷小布朗增量进行采样相关联的众所周知的刚度问题，以及与对长路径的粗糙特征进行采样相关联的不同类型的刚度。采用快速采样算法（FSA）消除了细特征的采样刚性，引入滑动采样算法（S&S）避免了粗特征的采样刚性。S&S算法的一个关键特征是，它使大规模并行计算机能够对时间较长的扩散轨迹进行采样。我们使用该算法对低温下38原子Lennard-Jones团簇结构互变的跃迁路径系综进行了采样。
2007-02-17 cond-mat.stat-mech
Numerical comparison of a constrained path ensemble and a driven quasisteady state
我们调查之间的对应关系的非平衡系综定义通过分布的相空间路径的哈密顿系统，和一个系统驱动到一个稳态的非平衡边界条件。为了发现非平衡路径系综是否充分描述了驱动系统的物理特性，我们在一个简单的一维模型中测量了牛顿动力学和纯保守相互作用的转子的跃迁率。我们将这些速率与非平衡路径集合的已知特性进行比较。在这样做的过程中，我们建立了有效的协议，在非平衡准稳态的过渡率的分析。势阱之间的过渡率和相空间元素之间的研究，并发现表现出不同的属性，更粗粒度的势阱有效地进一步从平衡。在所有的情况下，从边界驱动系统的结果接近的路径系综预测，但两者的等价性问题仍然是开放的。
2014-01-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Combining multiple interface set path ensembles with MBAR reweighting
Van ’t Hoff Institute for Molecular Sciences, Universiteit van Amsterdam（范特霍夫分子科学研究所，阿姆斯特丹大学）
本文提出一种结合过渡界面采样模拟与MBAR方法，用于计算重加权路径集合，通过简单模型和复杂系统展示统计显著提升。
2026-01-01 cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
On the Use of Local Diffusion Models for Path Ensemble Averaging in Potential of Mean Force Computations
我们使用一个恒定的速度转向分子动力学（SMD）模拟十丙氨酸在真空中的拉伸展示了一种技术，可以用来创建代理随机过程使用的时间序列，出来的SMD模拟。通过首先估计沿着SMD轨迹的一系列局部参数模型来构造代理过程，然后通过平滑样条将局部模型拼接在一起来构造单个全局模型（通过似然函数近似使估计在计算上可行）。校准的代理模型，然后“自举”，以模拟大量的工作路径通常需要构建一个潜在的平均力（PMF）通过呼吁Jarzynski的功定理。当这个过程被重复为一个小数目的SMD路径，它表明，全球模型似乎来自一个家庭的密切相关的扩散过程。利用这种观察可能的技术也简要讨论。本文的研究结果具有潜在的相关性，计算昂贵的计算机模拟和实验工作，涉及光镊，它很难收集大量的样本，但可能准确和频繁的采样时间。
2006-06-16 cond-mat.stat-mech
Doubly stochastic continuous time random walk
针对 Montroll-Weiss 连续时间随机游走无法解释随机扩散性波动的问题，本文提出双重随机版本，用波动的跳跃率替代等待时间，在保持可处理性的同时揭示了丰富现象，为布朗但非高斯扩散提供了替代路径。
2023-09-13 cond-mat.stat-mech
Ageing underdamped scaled Brownian motion: ensemble and time averaged particle displacements, non-ergodicity, and the failure of the overdamping approximation
我们调查分析和计算机模拟的合奏平均，时间平均，非遍历，和老化的大质量粒子在介质中扩散与时间相关的扩散性能。我们称这个随机扩散过程为（老化）欠阻尼标度布朗运动（UDSBM）。我们演示了如何的均方位移（MSD）和时间平均MSD的UDSBM的朗之万方程中的惯性项的影响，无论是在短，中间，甚至长的扩散时间。特别是，我们量化的弹道制度的MSD和时间平均的MSD以及个人的时间平均的MSD轨迹的传播。我们观察到的主要效应之一是，-无论是MSD和时间平均MSD-超扩散UDSBM的弹道制度是比普通的布朗运动短得多。相比之下，对于亚扩散UDSBM，弹道区域延伸到更长的扩散时间。因此，当过阻尼极限确实提供正确的描述时，需要特别注意，即使是在长时间限制下。我们还分析了在什么程度上在这个非平稳系统中的玻尔兹曼-欣钦意义上的遍历性被打破，无论是subdiffusive和superdiffusive UDSBM。最后，考虑了超低UDSBM的极限情况，粒子的集合和时间平均MSD具有混合对数和幂律依赖性。在强时效极限下，普通UDSBM和超低UDSBM在短时间弹道极限下的行为相似。这里开发的方法打开了新的途径，考虑其他随机过程的物理重要条件下，当一个有限的粒子质量和老化的系统不能被忽略。
2016-09-23 cond-mat.stat-mech
Fluctuation Theorem of Information Exchange within an Ensemble of Paths Conditioned on Correlated-Microstates
涨落定理是一类等式，其表达了具有明确初始分布的非平衡过程期间在轨迹系综上的涨落路径泛函（例如热、功或熵产生）的概率分布的普适性质。Jinwoo和Tanaka（Jinwoo，L.;田中，H. Sci. Rep. 2015，5，7832）已经表明，功涨落定理甚至在到每个状态的路径的集合中也成立，这清楚地表明，每个微状态的熵和自由能分别在条件集合中编码热和功。在这里，我们表明，信息的特点是由逐点互信息的两个子系统之间的每个相关状态在热浴编码的熵产生的子系统和热浴在耦合过程中。为此，我们扩展了信息交换的涨落定理（Sagawa，T.; Ueda，M.物理修订版信函2012，109，180602），通过显示波动定理甚至在两个子系统的动态共同进化期间达到相关状态的路径的集合内也成立。
2019-05-08 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Information Thermodynamics of the Transition-Path Ensemble
描述反应物和产物之间的转变的反应坐标是化学反应理论中的基本概念。在过渡路径理论中，反应坐标的定量定义是在提交者中找到的，这是从给定微观状态开始的轨迹在反应物之前首先到达产物的概率。在这里，我们开发了一个信息理论的起源的提交人，并显示如何选择过渡路径从平衡合奏诱导熵的产生，这正好等于系统动力学提供的有关反应轨迹的信息。熵产生和动力学信息产生的这种相等性在任意单个坐标的水平上也成立，提供了坐标与反应的相关性的平行度量，每个度量都由提交者最大化。
2022-04-30 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Reconstruction of the Free Energy in the Metastable Region using the Path Ensemble
通过淬火到三维伊辛模型的亚稳区，我们调查的路径，磁化（能量）作为时间的函数。我们积累的磁化（能量）的路径到时间依赖的分布，我们重建的自由能作为磁场，温度和系统大小的函数。从重构的自由能，我们得到的自由能势垒，是与过渡的亚稳态到稳定的平衡态。虽然平均场论预言了自由能垒为零的亚稳区和不稳定区之间的急剧转变，但最近邻伊辛模型的结果表明，自由能垒不为零。
2003-11-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
When low-loss paths make a binary neuron trainable: detecting algorithmic transitions with the connected ensemble
Bocconi University（博科尼大学）
本文通过连接集合框架研究了二元感知机模型中低损耗路径的形成，揭示了训练网络的易难范围及极小值的鲁棒性变化。
2026-01-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Fermion Sign Problem in Path Integral Monte Carlo Simulations: Grand-canonical ensemble
对巨正则系综下费米子路径积分蒙特卡罗模拟中的费米子符号问题进行了实际分析。作为一个代表性的模型系统，我们考虑电子在一个$2D$谐波陷阱。我们发现，在GCE的符号问题是更严重的比在正则系综在相同的条件下，这在一般情况下，使后者的首选选项。尽管存在这些困难，我们表明，在GCE中的费米PIMC模拟在许多情况下仍然是可行的，这可能会提供重要的数量，如可压缩性或松原格林函数。这对当代的研究领域有着重要的意义，比如热的致密物质、超冷原子和量子点中的电子。
2021-04-21 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Girsanov reweighting for path ensembles and Markov state models
分子动力学对势能函数变化的敏感性在理解复杂分子的动力学和功能中起着重要的作用，本文提出了一种从参考动力学产生的路径集合获得受扰动动力学的路径系综平均的方法。它是基于路径概率测度的概念和Girsanov定理，从随机分析的结果来估计的路径系综的措施的变化。由于分子动力学的马尔可夫状态模型（MSM）可以表示为相空间和路径系综的组合平均，因此通过将其与Boltzmann分布的重新加权相结合，可以将该方法扩展到重新加权MSM。我们演示了如何有效地实现Girsanov重新加权的分子动力学模拟程序计算部分的重新加权因子“在飞”在模拟过程中，我们基准测试系统的方法，从一个二维扩散过程中的人工多体系统和丙氨酸二肽和缬氨酸二肽在隐式和显式水。该方法可用于研究分子动力学对外部扰动的敏感性，以及将增强采样方案产生的轨迹重新加权到原始动力学。
2017-03-16 cond-mat.stat-mech physics.comp-ph physics.data-an
Enhanced Sampling of Configuration and Path Space in a Generalized Ensemble by Shooting Point Exchange
University of Vienna（维也纳大学）
许多分子过程的计算机模拟由于长寿命状态之间的罕见跃迁而导致的长时间尺度而变得复杂。在这里，我们提出了一种新的方法来模拟这种罕见的事件，它结合了过渡路径采样增强探索的配置空间。该方法依赖于配置和轨迹空间之间的交换移动，基于广义系综进行。该方案大大提高了过渡路径采样模拟的效率，特别是对于具有多个过渡通道的系统，并产生分子过程的热力学，动力学和反应坐标的信息，而不会扭曲它们的动力学。使用KPTP四肽中脯氨酸的异构化来说明该方法。
2023-03-22 cond-mat.stat-mech cs.LG physics.comp-ph
Variational deep learning of equilibrium transition path ensembles
提出一种时间依赖的变分深度学习方法，通过神经网络近似承诺概率并分解随机路径作用量，以最少轨迹统计高效准确评估稀有反应速率并揭示反应机制。
2023-07-07 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Fluctuations in the Ensemble of Reaction Pathways
主导反应途径（DRP）是一个严格的框架，微观计算最可能的轨迹，在非平衡过渡。在低温下，这种主要途径编码的信息的反应机制，并可用于估计非平衡平均任意可观的。另一方面，在足够高的温度下，主导路径周围的随机波动变得重要，必须加以考虑。在这项工作中，我们开发了一种技术，系统地包括这种随机波动的影响，为了k_BT。该方法用于计算通过特定反应通道发生跃迁的概率并评估反应速率。
2010-12-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Measurement of irreversibility and entropy production via the tubular ensemble
在随机过程中，不可逆性的吸引人的理论度量，作为轨迹和其时间反转的概率之比，不能在实验中直接获得，因为单个轨迹的概率为零。我们正则化这个定义，而不是考虑，概率的限制比例的轨迹保持在一个光滑的路径和时间反转的管状附近。由此得到的路径方向的介质熵产符合随机热力学的形式表达式，并可以从可测管概率得到。估计后者从数值采样的轨迹朗之万动力学产生良好的协议与理论。通过结合我们的测量路径熵生产与马尔可夫链蒙特卡罗算法，我们推断的熵生产分布的过渡路径合奏直接从短记录的轨迹。我们的工作使测量的不可逆性沿个别路径，路径合奏，在一个无模型的方式。
2022-04-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Reactive path ensembles within nonequilibrium steady-states
针对传统稀有事件理论不适用于远非平衡系统的问题，本研究利用变分路径采样方法，揭示非平衡稳态中反应过程的变化规律，建立非平衡反应事件的基本原理，为相关系统研究提供新视角。
2025-02-13 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Nonequilibrium path-ensemble averages for symmetric protocols
根据非平衡功关系，由不可逆过程产生的路径系综可以用于计算平衡自由能差和期望值，在不可逆过程中，系统根据预定协议被驱动出平衡。估计先前已通过考虑从反向过程收集的数据来改进，所述反向过程在正向过程的最终热力学状态中的平衡中开始，并且根据时间反转协议来驱动。在这里，我们开发了一个理论上严格的统计估计非平衡路径合奏平均专门为对称协议，其中正向和反向过程是相同的。估计测试与一些模型系统：一个对称的1D电位，一个不对称的1D电位，展开的十-丙氨酸，分离的主客体系统，和易位钾离子通过短杆菌肽A离子通道。当使用来自对称协议的数据重建自由能时，新的估计器优于现有的严格的单向和双向估计器，收敛更快，误差更小。然而，在大多数情况下，使用双向估计器的数据从正向和反向对非对称协议优于相应的对称协议和估计器具有相同的模拟时间。因此，只有当双向估计量不可行或预期表现不佳时，才推荐使用新的估计量。对称估计器具有类似的性能的一半长度和两倍数量的轨迹的单向协议。
2019-08-05 cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Efficient weighted-ensemble network simulations of the SIS model of epidemics
针对标准动力学蒙特卡罗模拟在过渡路径采样和罕见事件识别中的不足，本文将加权集成方法应用于大型异质种群网络的SIS模型，实现了对罕见事件的高效采样和复杂路径探索，并在新参数范围计算了灭绝平均时间及准平稳分布。
2024-12-01 cond-mat.stat-mech q-bio.PE
Replica symmetry breaking in trajectories of a driven Brownian particle
研究了受场驱动的服从噪声Burgers方程的布朗粒子。我们证明了在粒子初始位置固定的情况下，系统在路径系综中表现出复本对称性破缺。证明的关键步骤是修正边界条件后的路径系综可以精确映射到有向聚合物的正则系综。
2015-08-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Two-Dimensional Active Brownian Particles Crossing a Parabolic Barrier: Transition-Path Times, Survival Probability, and First-Passage Time
本文研究了二维活性布朗粒子跨越抛物线障碍的过渡路径时间、生存概率和首次通过时间，揭示了活动性对这些特性的影响。
2026-01-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Optimal Rejection-Free Path Sampling
提出一种无拒绝的路径采样框架，通过直接采样射击点并施加与自由能成反比的选择偏差，结合AIMMD迭代构建最优反应坐标，以适中成本同时获取分子机制、自由能和速率。
2025-03-26 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph physics.comp-ph
Approximating Free Energy and Committor Landscapes in Standard Transition Path Sampling using Virtual Interface Exchange
跃迁路径取样（TPS）是研究稀有跃迁的一种有效技术，特别是当机制未知且无法获得反应坐标时。TPS的直接应用并不直接提供自由能景观，也不提供动力学，这促使了路径采样扩展的发展，例如过渡界面采样（TIS）和重新加权路径集合（RPE），它们能够同时访问动力学和热力学。然而，执行TIS比TPS更复杂，并且仍然需要（一些）对定义接口的反应的洞察力。虽然现在可以有效地计算TIS的路径集合的软件包，但直接从单个TPS模拟计算自由能将是有用的。为了实现这一点，我们开发了一种近似的方法，表示虚拟接口交换，利用废弃物回收的形式拒绝的途径。该方法产生一个近似的重新加权的路径集合，允许从一个单一的TPS的自由能景观的即时视图，以及使一个完整的提交者分析。
2019-07-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Deep Learning Collective Variables from Transition Path Ensemble
本文提出将转变路径系综数据加入 Deep Targeted Discriminant Analysis 集体变量训练，以提升分子动力学稀有转变采样的准确性与收敛速度。
2023-03-02 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph physics.chem-ph
Identifying rare chaotic and regular trajectories in dynamical systems with Lyapunov weighted path sampling
根据初始条件的不同，动力系统的各个有限时间轨迹可以具有非常不同的混沌特性。在这里，我们提出了一个数值方法来识别轨迹与非典型的混乱，路径，要么更经常或更混乱的比平均水平。该方法是基于一个合奏的轨迹加权根据其混沌，李雅普诺夫加权路径合奏的定义。这种轨迹的集合是使用从过渡路径采样借用的算法进行采样的，过渡路径采样是一种最初开发用于研究长寿状态之间的罕见过渡的方法。我们证明了我们的方法，将其应用到几个系统的自由度从一个到几百个，在所有情况下，该算法发现罕见的途径与非典型的混乱。对于嵌入在溶剂中的双阱二聚体，这可以被看作是一个简单的模型的异构化分子，罕见的反应途径被发现的参数强烈有利于混沌动力学。
2010-04-15 cond-mat.stat-mech nlin.CD physics.chem-ph
Critical behavior in topological ensembles
我们考虑了在$Ω$背景下具有一个紧维的5D Chern-Simons项的5D SQED中的三个物理问题：2D有向格点随机游动、$T_{n,n+1}$环面结系综和瞬子系综之间的关系.所有这些合奏表现出典型的临界行为的“面积+长度+角落”的2D有向路径的大合奏统计。利用组合描述，我们得到了$q$数的生成函数的一个显式表达式，它相当于$T_{n,n+1}$环面结系综和5DSQED中瞬子系综的新临界行为.根据非平凡逸度的数目，我们得到临界点，或者临界线和临界面的级联。在五维规范理论中，相变是三阶的，而在路径系综和纽结系综中，它通常是一阶的。我们还讨论了它与可积模型的关系。
2015-02-11 cond-mat.stat-mech hep-th math.AT
Studying rare nonadiabatic dynamics with transition path sampling quantum jump trajectories
提出了一种利用跃迁路径采样和量子跳跃轨迹研究开放量子系统中罕见的非绝热动力学的方法。与过渡路径采样的经典动力学的应用程序，该方法不依赖于过渡态或反应途径的先验知识，因此可以提供机械的洞察超快弛豫过程除了其相关的速率。特别是，我们制定了一个量子路径系综使用解开量子主方程的随机实现，这导致在轨迹，可以在特定的量子态的开始和结束的条件。由于动力学严格遵守细致平衡，速率常数可以从可逆功计算在这个条件合奏，允许分支比和产量计算在一个公正的方式。我们用三个例子说明了这种方法的实用性：在供体-桥-受体模型中的能量转移，以及光诱导质子耦合电子转移和热激活电子转移的模型。这些例子证明了路径系综方法的有效性，并为它们在复杂反应量子动力学研究中的应用铺平了道路。
2018-09-10 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph quant-ph
Simulating rare events using a Weighted Ensemble-based string method
我们引入了一个扩展的加权包围（WE）路径采样方法，限制采样到一个一维的路径通过一个高维相空间。我们的方法，这是基于有限温度弦方法，允许平衡和非平衡系统的有效采样。从WE方法获得的采样引导序参量空间的Voronoi曲面细分的自适应细化，其生成点在收敛时与主反应途径一致。我们证明了这种方法的应用程序驱动布朗运动的几个简单的，二维模型和构象变化的氮调节蛋白C接收域使用弹性网络模型。二维模型的简单性使我们能够直接将WE方法的效率与传统的蛮力模拟和其他路径采样算法进行比较，而蛋白质构象变化的例子则展示了该方法如何用于有效地研究许多集体变量空间中的转换。
2012-12-13 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph physics.chem-ph
An Efficient Integrator Scheme for Sampling the (Quantum) Isobaric-Isothermal Ensemble in (Path Integral) Molecular Dynamics Simulations
本文提出一种统一的中点积分器方案，可同时采样构型与体积分布，用于经典和量子等压-等温系综的高效模拟，在不增加计算代价下将时间步长提升5到10倍并保持相同精度。
2025-04-11 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph physics.chem-ph
Analytical computation of frequency distributions of path-dependent processes by means of a non-multinomial maximum entropy approach
路径依赖的随机过程通常是非遍历的，观测量不再能在系综图像中计算。由此产生的数学困难造成严重限制的路径依赖过程的分析理解。它们的统计量通常是非多项式的，因为状态出现的多重性不是多项式因子。最大熵原理与多项过程、非相互作用系统和系综图像密切相关;它对路径依赖过程失去了意义。在这里，我们表明，一个等价的合奏图片存在的路径依赖的过程，这样的非多项式统计的基础动力学过程，通过建设，被正确地捕获在一个功能，发挥了相对熵的作用。我们证明了这一点的自我加强波利亚瓮过程，明确概括多项式统计。我们证明了充分的建设性的方法对非多项式垂悬的熵计算频率和秩分布的波利亚瓮过程。我们展示了如何微观更新规则的路径依赖的过程，使我们能够明确地构建一个非多项式熵功能，最大化时，预测的时间依赖的分布函数。
2016-12-23 cond-mat.stat-mech cs.IT math.IT
Universal scaling of transport coefficients near the liquid-gas critical point
Universität Bielefeld（比勒费尔德大学）；Friedrich-Schiller-Universität Jena（耶拿弗里德里希·席勒大学）；Justus-Liebig-Universität（吉森约翰内斯·古腾堡大学）；Helmholtz Research Academy Hesse for FAIR (HFHF)（黑森FAIR亥姆霍兹研究院）
本文利用新的实时功能重整化群方法计算临界液-气点附近热扩散率和剪切粘度的普遍标度函数，对比了Kawasaki近似与非微扰结果，并与实验数据对比。
2026-03-18 cond-mat.stat-mech hep-ph nucl-th
Eigenvalue detachment, BBP transition and constrained Brownian motion
我们讨论了本征值分离过渡的尺度波动的路径位于凸边界附近的各种物理性质的合奏。我们认为数值上的BBP（Baik-Ben Arous-Péché）过渡从高斯到Tracy-Widom标度的波动在几个统计系统的正则和微正则系综，并确定相应的控制参数在每种情况下。特别是，对于固定的路径长度（微正则）合奏的路径位于附近的一个部分可渗透的微循环，过渡发生在临界值的渗透率。Tracy-Widom制度和BBP的波动过渡进行了讨论的Jakiw-Teitelbom（JT）重力与径向截止，反过来，有一个解释为一个固定长度的世界线几何约束轨迹的一个带电粒子在一个有效的横向磁场的合奏。
2022-10-03 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
The mean shape of transition and first-passage paths
我们计算的平均形状的过渡路径和首次通过路径的基础上的一维福克-普朗克方程在任意的自由能景观，包括一个一般的非均匀的扩散率配置文件。过渡路径集合是不重新访问起始位置$x_A$并且在首次到达最终位置$x_B$时终止的所有路径的集合。相反，第一通道路径在其终止于$x_B$之前可以重访但不越过其起始位置$x_A$。我们的理论框架采用了向前和向后的福克-普朗克方程，以及第一次通过，通过，最后通过和过渡路径的时间分布，我们推导出定义的积分方程。我们表明，过渡路径系综访问一个中间位置$x$的平均时间相当于从$x$到达起始位置$x_A$而从未访问$x_B$的平均首次通过时间。首次通过路径的平均形状与过渡路径的平均形状通过恒定的时移相关。由于对于大势垒高度$U$，平均首次通过时间在$U$中呈指数缩放，而平均过渡路径时间在$U$中呈线性反比缩放，因此首次通过和过渡路径形状之间的时间偏移是相当大的。我们提出了明确的例子过渡路径形状的线性和谐波电位，并说明我们的研究结果所产生的轨迹布朗动力学模拟。
2015-09-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
