CREST单批采样：短MTD到快照优化

CREST的search_1入口把一批偏置动力学和快照局部优化接起来。本篇用乙醇演示完整文件流，任务刻意很短，适合先理解操作，再为实际分子安排采样预算。

1. 下载与实际快照#

下载完整输入、原生结果、独立能量梯度对照与绘图包，保存为example.zip：

python3 -m zipfile -e example.zip .
cd crest-search-scan-workflows
bash results.sh
bash read.sh
bash plot.sh

这些命令直接读取随包真实计算，不必为了看图重新搜索。CSV在data/，原生输出在reference-results/，图在figures/。分析默认使用集群ASE环境Python，可用YS_ANALYSIS_PYTHON指定含NumPy、ASE和Matplotlib的解释器。

2. 完整输入#

cat inputs/ethanol-search1/input.toml

input = "input.xyz"
runtype = "search_1"
threads = 2
[calculation]
elog = "energies.log"
optlev = "extreme"
[[calculation.level]]
method = "gfn2"
chrg = 0
uhf = 0
accuracy = 0.01
[dynamics]
length = 0.02
tstep = 0.5
dump = 5.0
temp = 300.0
hmass = 1.00794075
shake = 0
printstep = 10

length=0.02采用ps，输入请求每条20 fs；tstep=0.5和dump=5.0采用fs。此入口按原生默认参数组合建立一批不同偏置强度/宽度的MTD，本次实际有9条，均报告完成。

这里9条采样各提供3个保存快照，共27个。它们是分别启动的短任务，不能把拼接文件当作一条连续135 fs轨迹，也不能据此宣布完成了充分构象采样。

3. 提交#

本批用未经算法修改的维护者CREST3.0.3独立构建，GCC/GFortran13与Intel MKL2024.2；公共默认CREST3.0.2保持。独立能量/梯度由xTB6.7.1重新计算。不要只按新版手册假定不同安装入口完全相同。

有相同3.0.3程序时设置CREST_EXAMPLE_BIN指向它；资料包也提供复用实际构建过程的build-private.sh，默认安装到个人~/.local/ys-crest-qcg，需要外网、Git、CMake与相应编译环境。在允许编译的CPU资源中执行：

bash build-private.sh
export CREST_EXAMPLE_BIN="$HOME/.local/ys-crest-qcg/bin/crest"

之后在新解压目录通过Slurm提交整个流程：

sbatch run.slurm

脚本申请56核整节点，主CREST任务用2线程，独立xTB逐项用1线程。实际搜索、优化、MD和单点通过计算作业执行。结束后读取自己的结果：

bash read.sh work analysis-new
bash plot.sh analysis-new figures-new work

整包会先做水的扫描，再做这一批采样与优化，随后对输出结构做独立xTB能量和梯度对照。

4. 先确认采样，再看优化#

grep 'starting MTD' reference-results/ethanol-search1/native.log
grep 'completed successfully' reference-results/ethanol-search1/native.log
grep 'Optimizing all' reference-results/ethanol-search1/native.log

本次原生记录显示9条MTD完成，随后读取crest_dynamics.trj.xyz中的27个结构并逐一优化，写出crest_ensemble.xyz。

head -n 11 reference-results/ethanol-search1/crest_dynamics.trj.xyz
head -n 11 reference-results/ethanol-search1/crest_ensemble.xyz
head data/CREST-search1-snapshot-optimization.csv

图中用C–C–O–H二面角比较保存快照和局部优化结果；横坐标是快照编号，分隔线区分独立采样记录，不把它画成单条连续时间曲线。这个短任务的多个快照会回到同一附近最低点，27条优化记录不等于27种独立构象。

5. 为什么日志写0.0 ps#

该摘要只打印一位小数，输入0.02 ps显示为0.0 ps。应同时查看实际输入、0.5 fs时间步、完成记录和保存快照，不能把这一处格式化显示理解为没有进行动力学。

6. 输出能量与梯度怎么用#

cat data/CREST-scan-search-independent-GFN2.csv
cat reference-results/ethanol-search1/ensemble_energies.log

与本包水扫描合计30个输出结构已做独立GFN2单点和完整梯度。最大物理能量差约1.85×10⁻⁸ Eh；需为自由局部最低点的27个优化结构，最大独立梯度范数约1.09×10⁻⁴ Eh/Bohr。

后续需要更充分搜索时，再按分子柔性、初态与研究目的增加时长、重复和方法对照；不要仅把重复输出的结构数当成采样质量。若只想先用规则得到候选再算能量，可看规则生成后的完整后处理。