Ubuntu系统Psi4 使用conda安装及编译安装

前言

Psi4是一个量子化学软件包，用于计算分子和固体的电子结构。本文提供本地安装及在Python中使用的安装。

一、Psi4是什么？

主页：PSI4: Open-Source Quantum Chemistry

Psi4是一个量子化学软件包，用于计算分子和固体的电子结构。

它是一个开源软件，提供了一系列强大的量子化学计算工具和方法，包括从简单的哈特里-福克（HF）方法到高级的多体耦合簇（MBPT）和密度泛函理论（DFT）方法。

Psi4还提供了一系列辅助功能，包括基组库、求解器、分子编辑器和可视化工具，以帮助用户进行分子模拟、参数优化和性质预测等。

Psi4的主要特点包括：

1. 高性能计算：Psi4通过并行计算和优化算法，能够高效地处理大型分子和复杂系统的计算。它能够利用多核处理器和分布式计算资源，以加快计算速度和提高计算精度。

2. 多种计算方法：Psi4支持多种量子化学方法，包括哈特里-福克（HF）方法、密度泛函理论（DFT）方法、多体耦合簇（MBPT）方法和耦合簇（CC）方法等。用户可以根据需要选择适合的方法进行计算。

3. 强大的基组库：Psi4提供了广泛的基组库，包括STO-3G、6-31G、cc-pVDZ等常用的基组，以及更大和更复杂的基组，以满足不同计算需求。用户还可以自定义基组库，以适应特定的研究领域和问题。

4. 灵活的界面：Psi4提供了灵活而直观的用户界面，使用户可以轻松设置和运行计算。它支持多种输入格式，包括分子坐标、输入文件和脚本，用户可以根据自己的喜好选择适合的方式。

5. 可扩展性和定制性：Psi4是一个开源软件，用户可以根据自己的需求进行扩展和定制。它提供了丰富的API和插件机制，使用户可以编写自己的计算模块和算法，以满足特定的研究需求。

总之，Psi4是一个功能强大、灵活可定制的量子化学软件包，为用户提供了丰富的工具和方法，以进行分子和固体的电子结构计算和模拟。它的广泛应用于化学研究、药物设计、催化反应和材料科学等领域。

二、安装方法

2.1 conda 安装

conda install psi4

 或者：

conda install psi4 -c conda-forge

测试安装：

which psi4

 显示：

/path/to/miniconda/bin/psi4

NOTE: 1.8以上的版本需要从conda-forge安装，不要使用-c psi4

2.2.编译安装

下载最新安装包：

git clone https://github.com/psi4/psi4.git

cd psi4

 configure： -DCMAKE_INSTALL_PREFIX指定安装位置；-S指定源码位置，-B指定build文件名称

cmake -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/home/$USER/app/psi4 -S. -Bbuild 

编译：

cd build
cmake --build . -j`getconf _NPROCESSORS_ONLN`

使用ctest测试：

ctest -L smoke -j`getconf _NPROCESSORS_ONLN`

 NOTES: 可能报错，需要根据提示安装一些包，打开log文件，位置：./Testing/Temporary/LastTest.log，根据提示安装依赖：

python -m pip install pydantic pint py-cpuinfo

 测试结果：

psi4 安装：

cmake --install .

设置环境变量

将以下加入环境变量：

# psi4
export PATH=/home/$USER/app/psi4/bin:$PATH
export PSI_SCRATCH=path/of/scratch/for/psi4/scratch

NOTE：需要设置一个较大空间作为Scratch。

如需要在Python中使用，增加PYTHONPATH环境变量

export PYTHONPATH=/home/$USER/app/psi4/lib:$PYTHONPATH

测试：

python -c "import psi4;print(psi4.__version__)"

输出版本号：

1.10a1.dev17

总结

以上就是今天要讲的内容，本文仅仅简单介绍了psi4安装方法，在后续的QM计算将使用到。