レプリカ交換法
レプリカ交換法(レプリカこうかんほう、英: replica exchange method、レプリカ交換MCMCサンプリング)はパラレルテンパリング(parallel tempering、並列焼きもどし)法としても知られ、モンテカルロシミュレーションやマルコフ連鎖モンテカルロ法(MCMC)のサンプリング効率を改善するための方法である。SwendsenとWangによって開発され、Geyerによって拡張され、その後、特に、福島・根本およびジョルジョ・パリージによって発展した。杉田と岡本はパラレルテンパリングの分子動力学法版を考案した。これはレプリカ交換分子動力学(replica-exchange molecular dynamics、REMD)として知られている。
手法としては、始めに異なる温度でランダムに初期化された N 個の系のコピーを走らせ、メトロポリス法の基準でそれぞれ温度間で系の状態を交換するものである。
この方法の重要な点は、低温のシミュレーションで高温の設定が(またはその逆も)できることである。低エネルギー配置と高エネルギー配置の両方をサンプリングできるため、とても安定にかつ正確なシミュレーションを行うことができる。このようにして、正準集団では一般にうまく計算されない比熱といった熱力学特性がかなり正確に計算できる。