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DP-GEN

DeepModeling; Han Wang

DP-GEN 是一个 Python 并发学习平台,用于协调分子模拟、第一性原理计算和 DeePMD-kit 工作流,以生成原子间势模型。

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概览

DP-GEN(Deep Potential GENerator)负责协调深度学习原子间势能模型和力场模型的生成。它依赖 DeePMD-kit,并作为分子模拟和第一性原理计算软件之上的工作流层,而不是独立的预训练势模型。资料介绍了一种并发学习方法:对结构进行采样,并选取其中一部分进行第一性原理计算,从而支持模型开发,而无需为每个采样结构都生成标签。

文档列出的入口涵盖主要生成工作流、块体、表面和反应体系的初始数据准备、已有数据集缩减,以及 Deep Potential 测试。示例输入采用 JSON 格式。根据所选工作流,预期输出包括初始训练数据、缩减后的数据集和生成的势模型。DP-GEN 还可准备作业脚本、管理 HPC 作业队列并分析结果,因此处于科学输入准备与执行训练或计算的外部程序之间。

README 列出了与 LAMMPS、Gromacs 和 AMBER 等模拟软件的接口,以及 VASP、PWSCF 和 CP2K 等第一性原理软件的接口。README 还列出对 Slurm、PBS、LSF 和云机器的支持。需要 Python 3.10 或更新版本。这些是文档所述的接口,并不代表这里已测试过某种特定软件组合或集群配置。来源摘录并未确定特定系统的准确性、收敛标准或计算成本;这些仍需针对目标化学体系进行评估。

主要功能

  • 并发学习工作流:在开发 Deep Potential 模型的过程中对结构采样,并选取其中一部分进行第一性原理计算。
  • 自动准备作业脚本、管理 HPC 队列并分析结果;文档列出对 Slurm、PBS、LSF 和云机器的支持。
  • 通过 `dpgen init_bulk`、`dpgen init_surf` 和 `dpgen init_reaction` 提供块体、表面和反应体系的初始数据工作流。
  • 提供与 DeePMD-kit、包括 LAMMPS、Gromacs 和 AMBER 在内的分子模拟程序,以及多个第一性原理计算软件包的接口。
  • 通过 `dpgen simplify` 缩减已有数据集,并通过 `dpgen autotest` 测试 Deep Potential。

使用场景

  • 评估用途:使用初始数据和主要生成工作流开发块体材料的 Deep Potential 模型,然后评估其是否适用于目标模拟。
  • 评估用途:使用相应的初始化工作流为表面或反应体系准备初始数据。
  • 评估用途:使用 `dpgen simplify` 缩减已有训练数据集,并检查缩减后的数据集是否仍适用于目标模型。
  • 评估用途:在投入更大规模的计算任务之前,评估文档所述模拟软件与第一性原理软件组合的 HPC 工作流集成情况。

使用方式

  1. 从 DP-GEN 文档 开始,在模型生成、初始数据准备、数据集缩减和测试之间选择。配置计算之前,先使工作流与科学任务相匹配。
  2. 按照链接的环境指南,准备 Python 3.10 或更新版本的环境。按照官方 README中的一种安装方法操作,包括其中的安装检查。
  3. 参阅 DP-GEN 教程,并检查仓库中的 JSON 示例。如果没有初始数据,请查阅初始化文档。
  4. 使用主要工作流指南,为选定的外部计算程序指定工作流参数和机器设置。扩大规模之前,先评估一个有限规模的示例。
  5. 检查生成的数据和结果。查阅 Autotest 了解势模型评估,查阅 Simplify 了解数据集缩减,并查阅用户指南进行故障排查。

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