MoleQueueを介して
Avogadro2からPsi4計算を実行
MoleQueueを介して
Avogadro2からPsi4計算を実行
How to perform PSI4 calculations from Avogadro2 via MoleQueue
Psi4作業環境(Psi4env)の構築とインストール
オープンソースの量子化学計算ソフトウェア「Psi4」は他のPythonライブラリ(特にNumPyやSciPy)とバージョン競合を起こしやすいため、Miniconda(conda)を使用して専用のPython仮想環境を作成する. これによりPythonの依存関係の競合を避け、円滑に計算を行うことができる。
ターミナル操作
conda create -n psi4env psi4 python=3.12 -c conda-forge
途中「Proceed ([y]/n)?」と聞かれたら、y を入力してEnterを押す。
環境の有効化 (アクティベート)
作成した環境を有効にする
conda activate psi4env
(プロンプトの先頭が (base) から (psi4env) に変わる)
(base) username@pcname ~ % conda activate psi4env
(psi4env) username@pcname ~ %
インストールの確認
Psi4が正しくインストールされたか確認
bash
psi4 --version
バージョン情報が出れば成功
仮想環境から抜ける場合は conda deactivate を実行
ターミナル実行
(psi4env) username@pcname MO % psi4 C2H6psi4.in
Optimizer: Optimization complete! ←正常終了
Molequeue設定
設定手順の概要はMOPAC及びGAMESS(US)の説明を参照してほしい。
最終段階(Configure Program)では、以下の2項目を反映するように設定する。
Psi4作業環境 psi4env
アプリの場所 /opt/anaconda3/envs/psi4env/bin/psi4
Configure Programの右側部分のLaunch SyntaxをCustomにして下記のように記載した。
作業環境のアクティベートは必須である。
#!/bin/bash
conda activate psi4env
/opt/anaconda3/envs/psi4env/bin/psi4 $$inputFileBaseName$$.in
Launch SyntaxがCustom場合、左側のSettings項目を参照して設定、実行する方式ではないので、Name以外はメモ程度の意味しかない。
Avogadro2における操作
ジョブ投入前にMoleQueueを立ち上げる必要がある。
Avogadro2 ------ (Molequeue) ------> Psi4
1)分子作図、分子力場で構造最適化
2)InputからPsi4を選択
自動設定される内容は最低限の項目のため、追加、修正する。
計算レベル、モデル、視覚化のためのオプション(インプット例の赤文字部分を参照)など
複数コアで実行可能
入力データの保存は必要ない。
テストに使用したインプットデータ
Tetrahedrane
Avigadro2の分子力場法MMFF94aで最適化した構造、この程度が限界。
Input data
------------------------------------------------------------------------------------------------------
set_num_threads(4) ⬅︎ 4コア実行
memory 16GB
set basis def2-SVP
molecule {
0 1
C -3.501660 1.179460 0.457289
C -3.657860 -0.233317 -0.184970
C -2.858140 0.008359 1.057570
H -1.351500 0.361209 -0.261032
C -2.424580 0.531834 -0.326268
H -4.689140 -0.077706 -0.487891
H -3.168610 2.173540 0.173467
H -1.882930 -0.247565 1.467370
}
set optking {
print_trajectory_xyz_file True
}
optimize, wfn = optimize('REVPBE', return_wfn=True) ⬅︎ 視覚化のため追加
fchk(wfn,'output.fchk')
------------------------------------------------------------------------------------------------------
実行状況、結果
MoleQueueの履歴が表示されるので、該当するジョブをクリックし、最下段の項目(Open hobname in the browser...)を選択する。
出力されるファイル一覧
正常終了していれば、以下のファイルが生成する。
MoleQueueLauncher.sh
mqjobinfo.json
opt_traj.9028.xyz
output.fchk
Tetrahedrane.in
Tetrahedrane.log
Tetrahedrane.out
timer.dat
最適化構造、分子毅道の描画
output.fchkをAvigadro2で開く
分子毅道
HOMO
LUMO
演算時間
REVPBE
1コア 91.39 seconds
4コア 37.69 seconds
HF
1コア 42.54 seconds
4コア 12.72 seconds
ウエブ検索すると、「Psi4を自分のコンピュータにインストールすることなく,Google Colabを利用してブラウザ上で実行する方法」について解説した記事が存在する。Anaconda3の場合、14GBの容量が必要であった。ストレージの空きが少ない場合はColabは有用な代替案かもしれない。
(2026.5.10)