离线编译OpenMolcas+QCMaquis
OpenMolcas是收费软件Molcas的开源免费版本，前两年在GitLab上开源；QCMaquis前几个月在GitHub上开源，二者结合可以做DMRG、DMRG-NEVPT2和DMRG-PDFT等方法的计算。软件的详细介绍请阅读公众号前期教程《OpenMolcas 与 QCMaquis 的安装》，文中也讲了如何联网安装。QCMaquis的详细使用请阅读官方手册
https://github.com/qcscine/qcmaquis/tree/master/dmrg/doc然而该格式其实是源码，不利于直接阅读，最好将.bib和.tex文件下载下来，用LaTeX编译成PDF格式。应使用高级一些的LaTeX编译器，如TeX Live等。考虑到不好编译，笔者自己编译了一份放在网盘上，有效期7天
链接: https://pan.baidu.com/s/1MQ0rf09yN2m4HLtLvI7W5g
提取码: 6gqf本文仅介绍离线安装方法。由于OpenMolcas和QCMaquis都在不断更新，且近期QCMaquis在GitHub上开源了，以后OpenMolcas很可能会直接在主分支中支持QCMaquis。因此本文可能适用、也可能不适用于以后的版本，请读者举一反三。可以使用个人用户安装，也可以用root账户装。本文安装步骤以个人用户为例，若读者曾经装过以下将介绍的某些库（且版本符合要求），则可直接跳过相应步骤。下文中的make -j16表示用16核并行编译，若读者在实践中发现报错，应先去掉-j参数尝试串行编译下是否仍然报错。
编译器/系统环境基本要求：
（1）GNU编译器>=5.x版本，笔者机子上装的是5.4.0（读者可运行gcc -v查看版本号）。若读者机子上编译器版本太低，可参考教程《Linux下安装高版本GCC》。
注意若将GCC安装到非默认位置（如/opt/gcc-5.4.0），请勿在自己账户的~/.bashrc里导出关于/usr/lib64的库路径，因为显然/usr/lib64里是旧版的库，故意导出旧版库容易造成后续编译问题。QCMaquis手册上写着目前不支持Intel编译器，就不尝试了。
（2）cmake版本>=3.7，笔者机子上装的是3.19.0（可运行cmake --version查看版本号）。若读者机子上版本过低，请到官网
https://cmake.org/download/下载并安装较新版cmake。
（3）Python 3.x版本，笔者机子上装的是Anaconda Python 3.7.6版（可运行python -V查看版本号）。Anaconda Python可以在其官网
https://www.anaconda.com/products/individual#下载。
1. 安装HDF5库
到
https://www.hdfgroup.org/downloads/hdf5/source-code/下载HDF5源码压缩包，例如hdf5-1.12.0.tar.bz2，（发送到linux下再）解压，改名，进入文件夹
tar -jxvf hdf5-1.12.0.tar.bz2
mv hdf5-1.12.0 hdf5
cd hdf5依次执行以下三条命令进行编译
./configure --prefix=/home/$USER/software/hdf5-1.12.0 --enable-fortran \
--enable-cxx CC=gcc CXX=g++ FC=gfortran
make -j16
make install注意\是续行符。
prefix后的安装路径可根据自己的喜好和实际情况修改。
完成后在~/.bashrc中写上环境变量
export HDF5_ROOT=/home/$USER/software/hdf5-1.12.0
export PATH=$HDF5_ROOT/bin:$PATH
export CPATH=$HDF5_ROOT/include:$CPATH
export LD_LIBRARY_PATH=$HDF5_ROOT/lib:$LD_LIBRARY_PATH执行source ~/.bashrc或退出重登录。
完成后所需库文件都在hdf5-1.12.0文件夹里，而原hdf5文件夹没有用了，可以删除，这也是一开始更改目录名的目的。
2. 安装GSL库
官网下载若过慢，可寻找合适的镜像点下载，例如
https://mirrors.nju.edu.cn/gnu/gsl笔者选择的是2.6版。执行类似步骤
tar -zxvf gsl-2.6.tar.gz
mv gsl-2.6 gsl
cd gsl
./configure --prefix=/home/$USER/software/gsl-2.6 FC=gfortran CC=gcc CXX=g++
make -j16
make install完成后在~/.bashrc中写上环境变量
export GSL_ROOT_DIR=/home/$USER/software/gsl-2.6
export PATH=$GSL_ROOT_DIR/bin:$PATH
export CPATH=$GSL_ROOT_DIR/include:$CPATH
export LD_LIBRARY_PATH=$GSL_ROOT_DIR/lib:$LD_LIBRARY_PATH执行source ~/.bashrc或退出重登录。
完成后所需库文件都在gsl-2.6文件夹里，而原gsl文件夹没有用了，可以删除。
3. 安装Boost库
本公众号之前发过一篇《Boost.MPI的编译》教程，里面是1.55版本。然而QCMaquis要求Boost>=1.56，笔者此次安装的是1.57版，可在
https://sourceforge.net/projects/boost/files/boost/1.57.0/下载。不建议使用更高版本的boost，因为可能会导致后续QCMaquis编译报boost相关错误。而1.55与1.57可以共存，不冲突。执行类似步骤
tar -jxvf boost_1_57_0.tar.bz2
mv boost_1_57_0 boost
cd boost
./bootstrap.sh --prefix=/home/$USER/software/boost_1_57_0 --with-libraries=all --with-toolset=gcc
./b2 -j16 --layout=tagged link=static,shared install此处我们不需要MPI相关库，因此无需修改project-config.jam文件。这里我们也用了GCC编译Boost，不建议去尝试Intel编译器。完成后在~/.bashrc中写上环境变量
export BOOST_ROOT=/home/$USER/software/boost_1_57_0
export BOOST_INCLUDE=$BOOST_ROOT/include:$BOOST_INCLUDE
export BOOST_LIB=$BOOST_ROOT/lib:$BOOST_LIB
export LD_LIBRARY_PATH=$BOOST_ROOT/lib:$LD_LIBRARY_PATH
export CPATH=$BOOST_ROOT/include:$CPATH执行source ~/.bashrc或退出重登录。完成后所需库文件都在boost_1_57_0文件夹里，而原boost文件夹没有用了，可以删除。
4. 安装支持QCMaquis的OpenMolcas
到
https://gitlab.com/Molcas/OpenMolcas/-/tree/qcmaquis-release下载分支压缩包，例如OpenMolcas-qcmaquis-release.tar.bz2。目前请勿使用OpenMolcas master主分支。解压
tar -jxvf OpenMolcas-qcmaquis-release.tar.bz2
mv OpenMolcas-qcmaquis-release OpenMolcas_q
cd OpenMolcas_q
mkdir bin此处改名仅仅是笔者嫌文件夹名称过长，改个短的。后续一般不删OpenMolcas_q文件夹。创建bin文件夹以便编译完成后存放pymolcas脚本。先在~/.bashrc末尾写上如下环境变量
export MOLCAS_WORKDIR=/scratch/$USER
export MOLCAS_MEM=16GB
export MOLCAS_PRINT=3
export MOLCAS_NPROCS=1
export PATH=/home/$USER/software/OpenMolcas_q/bin:$PATH
export MOLCAS=/home/$USER/software/OpenMolcas_q
export OMP_NUM_THREADS=16注意MOLCAS环境变量较多，详细含义请参见官方PDF手册
https://molcas.gitlab.io/OpenMolcas/Manual.pdf此处的设置仅为笔者个人偏好，不一定适合读者机子的实际情况。建议在~/.bashrc末尾写是因为过一会儿pymolcas才能被自动放至我们新建的bin目录里。执行source ~/.bashrc或退出重登录。
在编译前我们需要简单改一行代码，打开src/rasscf/cictl.f文件，搜索wfn_dmrg_checkpoint,dmrg，将这行底下的if (doDMRG) then往上挪两行，即挪到#ifdef _DMRG_行下，否则输出文件经常报HDF5-DIAG: Error detected in HDF5的错误，它不影响计算结果，但是看着很乱。官方说以后的OpenMolcas会做这个改动，届时我们就不用自己改了，当前我们只能手动改一下。然后配置编译参数，在OpenMolcas_q文件夹内执行
mkdir build && cd build
CC=gcc CXX=g++ FC=gfortran cmake -DLINALG=MKL -DOPENMP=ON \
-DDMRG=ON -DNEVPT2=ON \
-DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/home/$USER/software/OpenMolcas_q ..注意最后有两个点不要少，表示上级目录。到
https://github.com/qcscine/qcmaquis/releases
https://github.com/qcscine/nevpt2/releases分别下载qcmaquis和nevpt2压缩包。接着仔细阅读以下步骤，必要时逐行复制粘贴
cd External/qcmaquis/tmp/
rm -f qcmaquis-gitclone.cmake qcmaquis-gitupdate.cmake
touch qcmaquis-gitclone.cmake qcmaquis-gitupdate.cmake
cd ../src/
rm -rf qcmaquis
将下载好的qcmaquis压缩包发送至此处
tar -zxf qcmaquis-release-3.0.1.tar.gz
mv qcmaquis-release-3.0.1 qcmaquis
rm -rf qcmaquis-release-3.0.1.tar.gz
cd ../../nevpt2_ext/tmp
rm -f nevpt2_ext-gitclone.cmake nevpt2_ext-gitupdate.cmake
touch nevpt2_ext-gitclone.cmake nevpt2_ext-gitupdate.cmake
cd ../src/
rm -rf nevpt2_ext
将下载好的nevpt2压缩包发送至此处
tar -zxf nevpt2-release-3.0.tar.gz
mv nevpt2-release-3.0 nevpt2_ext
rm -rf nevpt2-release-3.0.tar.gz
cd ../../..
make -j16
make install16核编译仅需约2分钟。执行ls ../bin/可以看到许多.exe可执行文件和pymolcas（这是我们使用OpenMolcas的脚本）
5. 测试OpenMolcas是否正常工作
我们到一个新的文件夹里去，执行pymolcas --version查看版本号
mkdir ~/molcas_examples
cd ~/molcas_examples
pymolcas --version应显示类似如下信息
python driver version = py2.14
(after the original perl EMIL interpreter of Valera Veryazov)随意测试几个OpenMolcas自带标准算例
pymolcas verify standard:000
pymolcas verify standard:075
pymolcas verify standard:097自带标准算例位于OpenMolcas_q/test/standard/下，数目较多。
若想全部测试，去掉:000即可。
测试QCMaquis全部自带算例（位于OpenMolcas_q/test/qcmaquis/下）
pymolcas verify qcmaquis这需要10-20分钟。在笔者机子上大部分例子通过，009号算例失败，看了下报错没啥影响。若几乎全都失败这说明安装有误，或库不满足要求。若读者想自己学做CASSCF、DMRG和NEVPT2等计算，可以模仿这些自带算例并结合官方手册学习，内容十分丰富。
顺便一提，笔者开发的MOKIT程序可以调用这些软件自动做多参考计算，无需学习使用OpenMolcas和QCMaquis，也无需学习复杂的CASSCF计算。MOKIT免费开源，可在
https://gitlab.com/jxzou/mokit下载，其详细介绍请阅读《自动做多参考态计算的程序MOKIT》。下期笔者将展示MOKIT调用这些软件做DMRG等计算的例子。
腾讯云开发者
