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@takashi-programming

誰でも簡単に量子計算自動化(google colabでpsi4)

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Google Colabを活用して誰でも簡単に量子計算自動化できるようになる記事です。
Google Colabの使い方はこのサイトがおすすめです。
psi4についての説明はこのサイトがおすすめです。

psi4のインストールとimport

時間がない人やとりあえず動けばいいという人は,以下のコードを貼り付ければColab上にconda環境の構築からpsi4のimportまでができるようになります.

psi4.ipynb
# コンダの実装
!wget -c https://repo.continuum.io/miniconda/Miniconda3-latest-Linux-x86_64.sh
!chmod +x Miniconda3-latest-Linux-x86_64.sh
!bash ./Miniconda3-latest-Linux-x86_64.sh -b -f -p /usr/local
# psi4のインストール
!conda install -q -y -c psi4 python=3.6 psi4
import sys
sys.path.append('/usr/local/lib/python3.6/site-packages/')

コード各部の説明については以下を参照してください.

conda環境の構築

RDKitでケモインフォマティクスに入門」という記事でも説明したように,現時点ではpsi4をpipでインストールすることはできませんので,Colab上にconda環境を準備する必要があります.

そこで以下のように

1.minicondaのインストールスクリプトのダウンロード
2.スクリプトの実行権限の付与
3.インストールスクリプトを実行して/use/local下に環境構築

# コンダの実装
!wget -c https://repo.continuum.io/miniconda/Miniconda3-latest-Linux-x86_64.sh
!chmod +x Miniconda3-latest-Linux-x86_64.sh
!bash ./Miniconda3-latest-Linux-x86_64.sh -b -f -p /usr/local

psi4のインストール

python3.7のpsi4をインストールしようとすると、pip環境と競合してしまうようなので、python3.6のバージョンをインストールします。

# psi4のインストール
!conda install -q -y -c psi4 python=3.6 psi4

psi4のimport

ここまででpsi4はインストールできていますが,このままではimportできません.pythonがimportするライブラリ・モジュールを探す場所を「モジュール検索パス」といいますが,psi4の入っているディレクトリはこの中に入っていません.モジュール検索パスの確認はsys.pathで確認できます.

モジュール検索パスの確認

import sys
import pprint
pprint.pprint(sys.path)
#['',
# '/env/python',
# '/usr/lib/python36.zip',
# '/usr/lib/python3.6',
# '/usr/lib/python3.6/lib-dynload',
# '/usr/local/lib/python3.6/dist-#packages',
# '/usr/lib/python3/dist-packages',
# '/usr/local/lib/python3.6/dist-packages/IPython/extensions',
# '/root/.ipython']

psi4のインストールパッケージの場所確認

上にてモジュール検索パスの確認をしました.次にpsi4の場所を確認しましょう。場所は--psiapi-pathで確認できます.

# psi4のインストールパッケージの場所確認
!psi4 --psiapi-path
#['/usr/local/lib/python3.6/site-packages']

モジュール検索パスにpsi4の場所追加

上にてpsi4の場所を確認しできました。この場所をモジュール検索パスに追加(append)しましょう.

sys.path.append('/usr/local/lib/python3.6/site-packages/')

終わりに

今回は「誰でも簡単に量子計算自動化(google colabでpsi4)」という記事を書きました.初心者にとってpythonの環境構築は挫折ポイントの1つですので,Google Colabを使うことで気軽に分析が始められる点は大きな利点だと思います.
私のブログではもっと詳細な情報や、化学系のグラフ作成方法など幅広く紹介しているので是非参考にしてみてください。
次回はGoogle ColobにRDKitとpsi4の両方を導入する方法について解説する予定です。

参考

https://future-chem.com/rdkit-google-colab/ Google ColabでRDKit:ケモインフォマティクス用のpython環境を手軽に構築

https://effichem.blogspot.com/ 私のブログ

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