关于deepmind 2021年作品dm21的问题

Eureka_shen

最近学习了deepmind的2021年发在science上的作品，https://www.science.org/doi/10.1126/science.abj6511，想向各位大佬请教一些问题。

1.文中提到的是利用深度学习，一方面学习一些比如W4-17这种关于分子能量等性质的数据库，另一方面学习关于分数电子和分数自选的数据库，最终得到dm21这样一个泛函。但我注意到正文中第二段提到“Recent work has also begun to address the fractional constraints, of particular interest being a localized correction on the orbitals （6, 7）”，似乎前人已经使用分数电子这样一个规则构造出了有用的泛函，那这里使用深度学习在构造这样一个泛函我觉得是不是意义不大？
这个问题我也咨询了作者，他的回复是这样的：
Dear Mr Fang,thanks for out interest in our work. The best way to explain it is that it is easier to show examples of the constraints, but hard to design a functional form that can respect it. References [6, 7] for example introduce a lot of concepts viz. localization of orbitals in space and energy and seem fragile, compared to allowing an ML  model to learn the task.
Hope this helps
James

2.正文中第三页fig2A关于分数电子的能量变化图我不知道是怎么利用pyscf绘制出来的，pyscf中似乎是无法指定电子数或者自旋数为分数的？

3.我在pyscf中，分别利用他的dm21泛函，b3lyp泛函，m062x泛函，以及ccsd(t)四种方法对CH4、NH3、乙烯、甲醚、甲醛、丙酮、2-丁酮进行了能量计算，计算结果从左往右依次是dm21，b3lyp，m062x，ccsd(t)：
CH4，-40.4915，-40.4803，-40.4812，-40.3901
NH3，-56.5246，-56.5176，-56.5212，-56.4049
CH2CH2，-78.5490，-78.5329，-78.5437，-78.3597
CH3OCH3，-154.9668，-154.9476，-154.9677，-154.6306
CH3CHO，-153.7647，-153.7495，-153.7673，-153.4359
CH3COCH3，-193.0708，-193.0459，-193.0736，-192.6460
CH3COCH2CH3，-232.3669，-232.3324，-232.3702，-231.8482
看上去似乎文中提到的CCSD级别的精度并没有达到，不知各位大佬有没有用这个dm21算过东西？

ps：pyscf中使用dm21计算非常慢，比CCSD（T）还慢。。。。。。。。
ps：也注意到《文献推荐》又聊到的http://bbs.keinsci.com/forum.php ... 26888&fromuid=35125

hebrewsnabla

2. 这个问题可以读读杨伟涛老师的有关fractional charge的文献。一个简单的构造方法是：H+带一个正电荷，那么H_2^+ 在H-H距离无穷远（实际上设为10埃就可以了）时，其中的一个H可以看作带0.5个正电荷。

3. 比较不同方法的绝对能量没有意义。

Eureka_shen

hebrewsnabla 发表于 2022-5-14 17:23
2. 这个问题可以读读杨伟涛老师的有关fractional charge的文献。一个简单的构造方法是：H+带一个正电荷，那 ...

您好，您能讲解一下为啥比较不同方法算同一空间结构的分子绝对能量没意义吗，我是需要比较atomization energy之类的才行吗

wzkchem5

Eureka_shen 发表于 2022-5-19 14:31
您好，您能讲解一下为啥比较不同方法算同一空间结构的分子绝对能量没意义吗，我是需要比较atomization en ...

因为一般化学上只关心相对能量。而即使绝对能量误差很大，在算反应的时候能量相减也可以把绝大部分误差抵消掉；相反，绝对能量误差比较小的方法，假如误差比较随机的话，可能反倒抵消得不如某些绝对能量误差比较大的方法。所以绝对能量的误差虽然不是一无是处，但是不太能反映化学上真正关心的量的精度。

Eureka_shen

wzkchem5 发表于 2022-5-19 21:44
因为一般化学上只关心相对能量。而即使绝对能量误差很大，在算反应的时候能量相减也可以把绝大部分误差抵 ...

那请问出每一种方法下的atomization energy可以来比较方法的精度吗

wzkchem5

Eureka_shen 发表于 2022-5-19 14:56
那请问出每一种方法下的atomization energy可以来比较方法的精度吗

可以，不过更好的方法是用反应能。因为实验上遇到的反应极少是所有键都断裂、全都变成自由原子的，所以原子化能也不能特别好地衡量这个方法在实际计算中的精度，不过比绝对能量还是好得多。