DeePMD量化张量标签整理
用真实NH3量化结果整理偶极矩和静态极化率标签，说明单位、非周期格式与训练集划分。
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训练分子偶极矩或极化率模型，先准备与结构一一对应的张量标签。本例在鸢算科技集群实际计算16个NH₃几何的HF/6-31G(d)结果，再整理为DeePMD3.2.0的TensorFlow训练数据。先完成本篇的数据准备，再阅读偶极矩训练和极化率训练。
1 下载并解压#
下载输入、选定量化数值、冻结模型、原始训练曲线与绘图脚本，在登录目录执行：
mkdir NH3-tensors
python3 -m zipfile -e nh3-deepmd-tensors-*.zip NH3-tensors
cd NH3-tensors
这里提供已实际计算的数值标签，后续训练无需再运行Gaussian。包内不包含Gaussian程序、检查点、完整格式化检查点或分子轨道。
2 本例算的是什么#
每个结构为1个N和3个H，中性单重态，共10个电子。N置于原点，三个H的方位角分别为0°、120°、240°，位于朝−z的锥面；通过改变N—H距离、锥角和小的不对称位移产生16个原始几何。训练集8个、验证集4个、测试集4个，先按原始几何分组，再对每个结构施加三种刚体姿态，合计24、12、12帧。旋转出的帧共享同一个量化计算，不能说成48个独立量化样本。
蓝色为N，灰色为H，红色为量化偶极方向；箭头按0.8 Å/(eÅ)缩放作展示。训练N—H基准距离0.96或1.06 Å，锥角66°或70°，不对称量0或0.03 Å；测试使用其间的独立几何，未把同一个原始结构的旋转分到不同集合。
查看一个真实计算输入：
cat reference/original/gaussian-inputs/NH3-train-01.gjf
%NProcShared=1
%Mem=1GB
%chk=calc.chk
#p HF/6-31G(d) SCF=(Tight,Conver=10) Polar NoSymm
NH3 actualtensorlabel NH3-train-01
0 1
N 0.00000000000000 0.00000000000000 0.00000000000000
H 0.87700363933690 0.00000000000000 -0.39046717735277
H -0.43850181966845 0.75950743087716 -0.39046717735277
H -0.43850181966845 -0.75950743087716 -0.39046717735277
路由中的 Polar 求静态极化率，偶极矩由同一次HF计算给出。实际使用Gaussian16 C.01 AVX版，每个分子1核、1GB内存；Gaussian使用厂商提供的可执行程序。DeePMD-kit3.2.0配套TensorFlow2.21.0，集群源码环境使用GCC13.3、CUDA12.9；绘图使用ASE3.29.0环境内的NumPy与Matplotlib。
3 单位与矩阵顺序#
选定数值在 reference/original/selected-labels/：坐标Å、SCF能量Hartree、偶极e·Bohr和eÅ、极化率原子单位和ų均保留。原始日志与格式化检查点中的偶极/极化率已逐项对照；两者输出小数位不同，不能直接比较文本字符串。
| 量 | 换算或排列 |
|---|---|
| 坐标 | 1 Bohr = 0.529177210903 Å |
| 偶极 | μ(eÅ)=μ(e·Bohr)×0.529177210903；1 e·Bohr≈2.541746473 D |
| 极化率 | α(ų)=α(au)×0.529177210903³ |
| FCHK六分量 | xx、xy、yy、xz、yz、zz，先展开对称3×3矩阵 |
| 训练九分量 | xx、xy、xz、yx、yy、yz、zx、zy、zz，按行展平 |
重建数据并核对提供的数据集：
bash labels.sh
输出 labels-rebuilt/train、validation、test。脚本读取已导出的量化字段，换算单位并同时旋转结构和标签：μ′=Rμ，α′=RαRᵀ。中性分子整体平移不改变总偶极与极化率。它不会重新启动Gaussian，也不会修改参考数据。
head -n 30 reference/original/selected-labels/NH3-test-01.json
本例是孤立分子，数据目录有 nopbc；box.npy 的20 Å矩阵是格式占位，训练按非周期处理，Python接口传 cell=None。元素映射固定为 N H，type.raw 为 0 1 1 1。
4 全局与原子标签要分清#
dipole.npy 每帧3个分量，polarizability.npy 每帧9个分量，表示整个分子。atomic_ 文件代表选中中心的标签：本例偶极仅选择一个N中心，把整个中性分子的偶极赋给这一中心，演示两种损失入口；这是一种明确的标签约定，不是物理原子电荷/偶极分解。
全原子中心的极化率模型只使用全局α监督，不凭空构造每个N/H的原子极化率。它的训练数据在 reference/all-centers/data/，没有 atomic_*.npy；训练后各中心贡献是模型的内部可加表示，不能当作唯一的量化原子响应。
上图为测试结构01的HF与学习模型对照，椭球半轴按√(α/ų)绘制，仅用于展示响应方向和相对大小，不是电子密度或分子外形。继续偶极矩训练。文件命名和损失定义可查DeePMD官方张量训练说明。