Boundary based on exchange symmetry theory for multilevel simulations, 2; Multiple time scale approach

多階層シミュレーションにおける交換対称性に基づく境界条件,2; 多重時間法

志賀 基之   ; Masia, M.*

Shiga, Motoyuki; Masia, M.*

交換対称性理論に基づくマルチスケールシミュレーションの境界条件を利用して、一連のアルカリイオン水溶液のハイブリッドQM/MMシミュレーションを行った。本発表では、QM/MMシミュレーションにおける統計サンプリングの問題を、多重時間スケールアルゴリズムによって克服する方法を述べ、本方法を第一原理QM/MM経路積分分子動力学法に拡張することで、注目する部分系についてすべて量子的に扱った計算を実行した結果について言及する。特に、イオン-水間の動径分布関数やイオン周囲の水の配位角度など、水和構造を再現するのに、電子相関効果を適切に考慮した計算が必要であるという知見を得たことを指摘する。

The boundary condition based on exchange symmetry theory for QM/MM method has been applied to simulate the whole series of hydrated alkali ions. In this article we show how to overcome the sampling bottleneck for QM/MM simulations by using our method with multiple time scale algorithm. We extend it the use of ab initio QM/MM path integral molecular dynamics simulations, thus demonstrating that one could obtain a complete quantum description of the primary subsystem based on first principles. We show that it is important to account for electron correlation to better reproduce the hydration structural properties such as the ion-water radial distribution functions, and the anisotropic angular distributions around the ion.