經(jīng)典MD模擬是一種計算原子、分子體系在相空間中運動軌跡的重要方 法，在研究原子、分子體系的行為和性質(zhì)方面具有重要的應用。但是，由于進 行經(jīng)典MD模擬，必須預先構建模擬體系的分子力場，限制了經(jīng)典MD模擬的 應用范圍。事實上，如果沒有模擬體系的分子力場，就無法利用經(jīng)典MD模擬 進行研究。此外，經(jīng)典MD模擬結果的可靠性，取決于分子力場模型的正確 性。如果分子力場模型不正確，模擬結果就不能正確反映模擬體系的實際行為 和性質(zhì)。

為了克服經(jīng)典MD模擬的局限性，可以把第一性原理或半經(jīng)驗的電子結構 計算方法與MD模擬結合起來，實現(xiàn)第一性原理分子動力學模擬(ab initio mo-?lecular dynamics, AIMD)。目前，常用的AIMD模擬方法有三種，分別是 Born-Oppenheimer 分子動力 學模擬 (Born-Oppenheimer molecular dynamics, BOMD)、Car-Parrinello 分子動力學模擬(Car-Parrinello molecular dynamics, CPMD)和路徑積分分子動力學模擬(path integral molecular dynamics, PIMD) o在BOMD和CPMD中，利用第一性原理方法(包括Schrodinger方程 或密度泛函理論)計算原子間的相互作用力，仍用經(jīng)典力學處理原子核的運動。 在PIMD中，不但用第一性原理方法計算原子核間的相互作用力，還考慮原子 核運動的量子效應，利用Feynman路徑積分方法計算原子核的運動軌跡。