論文の概要: Estimating Solvation Free Energies with Boltzmann Generators

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.18147v1
• Date: Sat, 20 Dec 2025 00:08:19 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-23 18:54:32.20839
• Title: Estimating Solvation Free Energies with Boltzmann Generators
• Title（参考訳）: ボルツマン発生器を用いた解離自由エネルギーの推定
• Authors: Maximilian Schebek, Nikolas M. Froböse, Bettina G. Keller, Jutta Rogal,
• Abstract要約: 異なる大きさの溶質間で溶媒配置をマッピングする正規化フローに基づく計算フレームワークを提案する。 Lennard-Jones溶媒の場合、この手法は自由エネルギーの差を推定する上で許容できる精度をもたらすことを実証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Accurate calculations of solvation free energies remain a central challenge in molecular simulations, often requiring extensive sampling and numerous alchemical intermediates to ensure sufficient overlap between phase-space distributions of a solute in the gas phase and in solution. Here, we introduce a computational framework based on normalizing flows that directly maps solvent configurations between solutes of different sizes, and compare the accuracy and efficiency to conventional free energy estimates. For a Lennard-Jones solvent, we demonstrate that this approach yields acceptable accuracy in estimating free energy differences for challenging transformations, such as solute growth or increased solute-solute separation, which typically demand multiple intermediate simulation steps along the transformation. Analysis of radial distribution functions indicates that the flow generates physically meaningful solvent rearrangements, substantially enhancing configurational overlap between states in configuration space. These results suggest flow-based models as a promising alternative to traditional free energy estimation methods.
• Abstract（参考訳）: 溶解自由エネルギーの正確な計算は分子シミュレーションにおいて中心的な課題であり、しばしば気体相と溶液中での溶質の相空間分布の十分な重複を保証するために、広範囲なサンプリングと多くのアルケミカル中間体を必要とする。 本稿では, 溶媒配置を異なる大きさの溶質間で直接マッピングする正規化フローに基づく計算フレームワークを提案し, その精度と効率を従来の自由エネルギー推定値と比較する。 Lennard-Jones溶媒の場合、この方法では、溶質成長や溶質-溶質分離の増大といった挑戦的な変換に対する自由エネルギー差を推定する上で許容できる精度が得られ、この変換は典型的には複数の中間シミュレーションステップを必要とする。 ラジアル分布関数の解析は、流れが物理的に意味のある溶媒の再配置を発生させ、構成空間における状態間の構成上の重なりを著しく高めることを示している。 これらの結果は,フローベースモデルが従来の自由エネルギー推定手法の代替となることを示唆している。

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