CC Notes

DeepMindの密度汎関数DM21

書いた日: 2021年12月13日

AlphaFoldで有名なDeepMind社が多層パーセプトロンによる密度汎関数をつくりました．

• 論文：Pushing the frontiers of density functionals by solving the fractional electron problem
• Github: deepmind-research/density_functional_approximation_dm21/

水素分子イオンや水素分子の結合開裂のようなDFTの問題が解決され，さらにGMTKN55のようなベンチマークセットでも良好な結果を示します．

LinuxマシンではGithubに記載のインストール方法で簡単にDM21を使うことができます．早速，DFTが苦手な計算のひとつであるn-オクタンから2,2,3,3-テトラメチルブタンへの異性化反応の計算を実施してみました．DM21/def2-QZVPでの計算結果は-1.74 kcal/molであり，実験値から見積もられた-1.9±0.5 kcal/molと非常によく一致しました．（DFT-D3(BJ)分散力補正は論文にあるとおりB3LYPのパラメータを用いて計算）

ただ，CPUだけで計算しているのが原因のひとつかと思いますが，上記の計算に半日程度かかっており，計算にかなり時間がかかります．B3LYP/def2-QZVPだと数十数分で終わるので，DFTでこれはかなり厳しいです．また，Githubに書かれている通り，裏で動いているTensorFlowが単精度であるため，PySCFのデフォルトの収束基準まで収束させるのも難しいようです．

ORCAのRace condition problems

書いた日: 2021年12月12日

ORCA 5.0.0と5.0.1にはRace condition（競合状態）に関するバグがあるそうです．これが発生すると計算結果が不正になるので，このバグが発生する環境で複数の計算結果を自動処理（CENSOを使っているとか）していると全く信頼できない結果になる模様．

計算結果をひとつつづ確認している場合は，計算中の不可解なエネルギージャンプがなければ正しいかもしれないということですが，気になる場合はORCA 5.0.2で再計算をしたほうが良さそうです．環境依存なので，そもそもこのバグが発生しない環境なら問題なさげですが．

2021年12月8日(1)

ORCA 5.0.2がリリースされました．バグフィックスリリースです．

2021年11月30日(1)

先日PSI4 1.4.1がリリースされたばかりですが，PSI4 1.5がリリースされました．更新頻度が高いですね．

2021年11月16日(1)

いつの間にかPSI4 1.4.1やGAMESS 2021 R2 Patch 1がリリースされていました．

GAMESS 2021 R2からIntel compiler 2018以前がサポートされなくなったようです．oneAPIを使えということですかね．

ORCAのSCF計算が収束しない時の対策

書いた日: 2021年10月3日

最近，遷移金属錯体の計算でr²SCANを試しているのですが，時折SCFの収束が悪く，negative HOMO-LUMO gapのWarningが出たりします．これの一番簡単な対策は%scfブロックにLevelShift 0.5を追加することです．

%scf
    LevelShift 0.5
end

ちなみに，たいして電子状態が複雑でなさそうな錯体でこのWarningが出るとTRAH-SCFでも収束しないことが多いです．SCFの収束が悪い時の対策はORCA user meeting 2020のORCA: Getting Startedで説明されていますが，これに加えてAutoTRAHを無効化する以下の設定が有効です．

! KDIIS NoSOSCF
%scf
    AutoTRAH false
    CNVShift true
    LevelShift 0.5
    DirectResetFreq 1
    DIISMaxEq 20
end

PSI4 1.4.0リリース

書いた日: 2021年8月10日

8月3日にリリースされていました．いろいろ更新がありますが，細かいことはGitHub上のリリースノートを参照するのが間違いなさそうです．

ORCA 5.0.1リリース

書いた日: 2021年8月6日

忙しくてついでに見落としていましたが7月24日にリリースされていました．バグフィックスのみです．

GAMESS 2021 R1

書いた日: 2021年8月4日

完全に見落としていましたが6月30日にリリースされていました．富士通のA64FX対応とかM1対応あたりが大きいのでしょうか．

ORCA 5.0リリース

書いた日: 2021年7月3日

ついにORCA 5.0がリリースされました．簡単に試しただけですが，構造最適化などで2倍以上高速化される計算がありました．ORCAもDFTの積分グリッドに改良が入っていて，その効果もあるようです．なお，このために従来の積分グリッド指定キーワードは互換性がなくなりました．

また，個人的に興味があるのはONIOMが使えるようになり，DFT/xTBなどである程度大きな系も非常に簡単に（パラメータファイルの用意なしに）扱えるようになった点です．

2021年6月27日(1)

ORCA 5.0は7月1日リリースとのことですが，PSI4もいつの間にかRC版が出ていました．新しいDFT grid pruning schemesが入っています．以前にGAMESSでも同様な改良があり，結構高速化していたので期待できます．

2021年5月4日(1)

いよいよORCA 5.0がリリースされる模様．ORCA meeting 2020の時の話だと12月中にはリリースする感じでしたが，わりと遅れましたね．

2021年3月26日(1)

去年はよくわからないうちに年度末が終わっていたせいか，年度末はこんなに忙しかったかという状態になっている．

CSSの更新

書いた日: 2021年2月5日

5年ぶりくらいにページデザインを大幅に変更しました．CSS 3の丸角とか影を使ってみました．

2021年1月17日(1)

ORCAのDFT計算だとPCIe接続のSSDでもSATA接続のHDD 4台をRAID0にしたディスクでも計算時間に差が出ないですね．もっとI/Oに負荷がかかる計算だと変わってくるのでしょうが．