Formas de iniciar ab initio MD desde MD clásico

Estoy ejecutando simulaciones de dinámica molecular del agua con fines de prueba. El cuadro es bastante pequeño, si le preguntas a un chico que ejecuta MD clásico, y relativamente grande, si le preguntas a un chico DFT: tengo 58 moléculas de agua en condiciones límite periódicas.

Para ahorrar tiempo de CPU, estoy optimizando mi celda con un campo de fuerza clásico antes de ejecutar el ab initio MD. Equilibro el sistema clásicamente a 300K durante 1 ns, luego tomo la última instantánea y la uso como entrada para ab initio MD. Mi ab initio MD es un MD Born-Oppenheimer basado en DFT con un conjunto de bases de ondas planas y potenciales PAW (pseudo) (VASP es el código). En las simulaciones clásicas y ab initio, mantengo la temperatura constante a 300K usando un termostato de reescalado de velocidad.

Estoy estudiando dos formas diferentes de hacer la transición entre clásico y ab initio:

1. Tome las velocidades y posiciones iniciales de la trayectoria clásica e impórtelas como configuración inicial para la simulación ab initio
2. Congele el sistema a temperatura cero manteniendo las posiciones clásicas, impórtelo al código DFT y luego rápidamente (lo estoy haciendo en 0.5 ps en este momento) caliéntelo hasta 300K

Esperaba que ambas estrategias condujeran a la misma energía promedio después de un período de equilibrio corto (digamos 10 ps), especialmente considerando que la configuración inicial es exactamente la misma (las mismas posiciones iniciales) excepto por el truco de temperatura mencionado (las velocidades iniciales difieren) . Este no es el caso. La siguiente figura muestra que la simulación donde el sistema se congela y luego se calienta rápidamente encuentra una región de energía aproximadamente 1 eV más baja en energía que la otra, donde las velocidades se importaron del MD clásico.

Mis preguntas son:

1. si esto es de esperar;
2. ¿Se conocen estrategias exitosas para optimizar la transición de MD clásico a ab initio?
3. ¿Y podría dirigirme hacia la literatura pertinente al respecto?

Editar:

He estado ejecutando algunas pruebas más y, con los datos limitados que tengo en este momento, parece que esto podría ser un problema específico del sistema. Una prueba con metanol en lugar de agua en una caja del mismo tamaño mostró que los dos esquemas de velocidad inicial diferentes convergen rápidamente a la misma energía promedio. Sin embargo, la configuración clásica estaba muy cerca de la cuántica en el caso del metanol, es decir, la energía en t = 0 estaba muy cerca de la energía promedio después de la convergencia. El agua es un sistema notoriamente difícil, por lo que quizás este problema sea más o menos específico del agua. Si no se agregan respuestas, intentaré publicar una en función de mis resultados una vez que haya terminado con todas las pruebas.

después de un corto período de equilibrio (digamos 10 ps)

1. Usted mismo dice que el período de reequilibrio es "corto". ¿Ha intentado esperar más tiempo para ver si los dos sistemas reinicializados convergen y, de ser así, a qué ritmo?
2. El reescalado de velocidad es un termostato notoriamente ingenuo . ¿Tal vez podrías reemplazarlo con algo más realista? (Berendsen, Nose-Hoover, etc.)
3. Si le preocupa el muestreo de un sistema 'grande', puede hacer que el principio ergódico y la computación paralela trabajen para usted: muestree múltiples realizaciones reinicializadas desde la cola de su trayectoria clásica (tomando instantáneas del sistema equilibrado clásico) . Luego puede ejecutar múltiples instancias de su código cuántico, cada una utilizando una configuración de reinicio de fase-espacio diferente, y promediar las salidas. Dado que las realizaciones separadas evolucionan independientemente unas de otras, las simulaciones son vergonzosamente paralelas .

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