あるケミストの独り言(winchemwinの日記)

ケミスト(化学者)の視点で、面白そうな情報(シミュレーション関係など)を発信

量子化学計算ソフトPsi4の実行(Jupyter notebookの導入から)

  前回までの記事でPsi4のインストールまで実施できましたので、いよいよプログラムを実行してゆきます。

 Ubuntu 環境でコマンドラインで入力してもOKなのですが、このブログでは入力やエラーが出た際の対処なども含め、効率的にプログラムの実行、検証を行えるJupyter notebookを利用した環境でPsi4を実行してゆきます。

 Jupyter notebookはPythonなどをWebブラウザ上で記述、実行できる環境です。Psi4はPythonベースで実行できるようになっていますので、Jypyter notebookの環境で問題なく実行できます。

 Jupyter notebookですが、Anacondaをインストールされている方であればすでにインストールされているのですが、私の場合はminicondaをインストールしましたので、個別にインストールする必要がありました。

 インストールですがUbuntu先に作成した仮想環境下でpipコマンドでインストールを行ってゆきます。まず、下記のコマンドで念の為、pipのモジュールのアップグレードをしておきます。

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pip upgrage

  問題なくバージョンアップされると下記の表示などが表示されるかと思います。

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pip upgrage バージョン表示

 続いて、Jupyter notebook のインストールを行います。先程upgrade確認をしておいたpipコマンドでインストールできます。

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Jupyter notebookのインストール

 自動的にインストールが進むかと思いますが、問題なくインストールできているかは「conda list」のコマンドで確認できます。結果表示で「notebook」の表示があればOKかと思います。

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Jupyter notebook インストールの確認(conda list コマンド入力後)

 インストールが確認できたら、いよいよJupyter notebookを立ち上げますが、その前にconfig ファイルの作成とパスワードの設定をしておきます。

 他の方のブログでも紹介されているかと思いますが、

 

 ・jupyter notebook --generate-config

    ・jupyter notebook password

    

  を入力して ファイルの作成とパスワード設定をしておきます。パスワードはjupyter notebook 立ち上げ時に聞かれるので忘れないようにメモしておきます。

 Jupyter notebookの立ち上げは設定した仮想環境下で下記のコマンドを入力することで行なえます。ただ、PCの環境によっては自動的にブラウザが立ち上がらないこともあるようです。

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Jupyter notebook の起動

 私の場合も立ち上がらなかったので”Kupenon's通り”さんの下記の記事を参考に設定を行いました。(ただし、自動立ち上げにはブラウザとしてFirefoxをインストールしておく必要があるようです。他のブラウザでばさらに別途設定が必要かもしれません。私の場合はchromeで行おうとしましたがうまく行かず、最終的にFirefoxをインストールして解決しました。)

cuxe.livedoor.blog

 

 jupyter notebook が立ち上がると下記のようなパスワードを入力する画面になりますので、設定しておいたパスワードを入力します。

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Jupyter notebookの起動画面1

 

  下記はjupyter notebookの起動画面(起動画面2の画像)ですが、ここから左端のNewと記載されている場所ののプルダウンからPythonを選択して(Pythonの選択の画像参照)、Pythonの利用環境へ移ります。

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Jupyter notebookの起動画面2

 

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Pythonの選択

   初期入力画面は以下のようになり、In[ ]:と書かれたところにコマンド、プログラムを記載してゆきます。

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初期入力画面

 今回は最初ということで、Psi4のチュートリアルにも記載されている水のエネルギー計算を行ってみます。入力画面で下記のように、Psi4のインポート、メモリの設定、水の座標設定、計算モードの指定を入力(チュートリアルのファイルからコピー、ペーストできます)して、シフト+リターンキーで実行します。

 

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デフォルト計算の実行1

 問題なくスタートすれば、下記の表示が現れます(デフォルト計算の実行2)。

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デフォルト計算の実行2

無事計算が終了すれば、下記(デフォルト計算の実行3)のようにエネルギー値が表示されます。

 

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デフォルト計算の実行3

 

 以上の計算がエラーなく実行できれば、Psi4の利用実行環境は問題なく構築できているかと思います。

 今回は、jupyter notebookの導入からデフォルトのテスト計算の実行について記載させていただきました。次回からインプットファイルの作成や構造最適化計算等の実施の記事を記載してゆきたいと思います。