量子计算机最有希望的应用之一是量子材料的动态模拟。当前的硬件设定了严格的限制,即在这种分解开始损坏结果之前可以运行多长时间。jarzynski平等,一种易流的定理,可以从短而非平衡动力学模拟的集合中计算平衡自由能差异,可以利用量子计算机上的短时模拟。在这里,我们提出了一种基于jarzynski平等的量子算法,用于计算量子材料的自由能。我们使用量子模拟器和实际量子硬件上的横向场模型演示了我们的算法。由于自由能是一种中央热力学特性,它允许一个人几乎可以计算物理系统的任何平衡特性,因此在future中对较大量子系统执行此算法的能力具有对广泛应用的影响,包括相位图的构建,运输特性和抗压力常数以及计算机辅助药物设计的构建。
自由能原理及其推论的主动推理构成了一种生物启发理论,该理论假设生物主体的行为会保持在一组有限的首选世界状态中,即它们会最小化其自由能。根据这一原则,生物主体会学习一个世界的生成模型,并计划未来的行动,以使主体保持满足其偏好的稳态。该框架适合在计算机中实现,因为它包含了使其在计算上可承受的重要方面,例如变分推理和摊销规划。在这项工作中,我们研究了深度学习工具来设计和实现基于主动推理的人工智能体,展示了面向深度学习的自由能原理,调查了与机器学习和主动推理领域相关的工作,并讨论了实施过程中涉及的设计选择。本文探讨了主动推理框架的新视角,将其理论方面应用于更实际的事务中,为主动推理新手提供了实用指南,并为想要研究自由能量原理实现的深度学习从业者提供了起点。
Tw crit. = 5.3。当 Tw> Tw crit.时, G Tw 与 ( Tw) 2 成比例,而当 Tw < Tw crit.时, G Tw 与 ( Tw) 2 成比例。
统计物理学在多体问题中以微观量表的粒子本身的动力学与宏观集体行为之间提供了联系。这样做,对系统属性的分析是感兴趣的。这些属性可以被概念化为密度,因为它们与自由能W.R.T.的第一个衍生物相对应。相关领域或作为敏感性,与相关自由能的第二个衍生物相对应,这通常是在没有领域的情况下实现的。通常,这些功能是平稳的,但是在突然变化的情况下,系统内有相变[1]。本报告将通过首先分析水的相图,然后再分析简单的铁磁铁的相位图来解释相变的模糊表述,以了解相变的原理。随后,提供了相变的定义,而磁系统的相图则强调了Ehrenfest和Landau的分类。ehrenfest特别使用了自由能衍生物的不连续性的描述作为相变的定义,而Landau则描述了通过对称断裂的相变,从而允许订单参数的概念。专注于磁系统的ISING模型,相图说明了区分一阶和二阶转换的相变。此报告
摘要:在描述主动推理代理 (AIA) 时,“能量”一词可以具有两种不同的含义。一种是 AIA 利用的能量(例如,电能或化学能)。第二个含义是所谓的变分自由能 (VFE),这是一个统计量,它提供了意外的上限。在本文中,我们开发了前一个量——热力学自由能 (TFE)——及其与后者的关系的说明。我们在一个通用的量子信息理论公式中强调了这两者之间的必要权衡,以及这些权衡对生物接近其环境的方式的宏观影响。通过明确这种权衡,我们为从植物到捕食者的生物用来生存的不同代谢策略提供了理论基础。
图3(a):针对HMPV(PDB ID:5WB0)的抗病毒化合物和对照的分子动力学仿真结果(2000 ns)。模拟图表示平均(a)RMSD和(b)RMSF值,表明结构稳定性和灵活性。模拟图显示(D)SASA,(E)氢键形成和(F)结合自由能,说明了相互作用强度和分子暴露。循环(c)循环(rog)值的平均(c)半径被注释以突出结合的紧凑性。在测试的化合物中,Remdesivir展示了最稳定,最有效的结合,由低RMSD,高氢键和强结合自由能的支持。
摘要:利用广义自由能和Kramers逃逸率,在量子Bañados-Teitelboim-Zanelli(qBTZ)黑洞中观测到一种新奇的热力学现象,该现象也揭示了量子黑洞的独特性质。在通过扩展麦克斯韦构造得到的广义自由能的影响下,黑洞系统内部各热力学态的随机热运动诱发相变。通过对Kramers逃逸率的分析发现,qBTZ黑洞热力学系统表现出反弹效应,这源于黑洞热力学系统中熵的非单调性。此外,在不同量子反作用下得到了qBTZ黑洞的整体热力学图像。
准备系统:使用gromacs/namd/amber分析轨迹运行MD模拟的蛋白质,配体和溶剂设置轨迹:RMSD,RMSF,氢键和SASA自由能计算(MM-PBSA/MM-GBS)和案例研究
