About XACS workshop 2023
为了满足广大理论与计算化学研究学者系统学习价键理论方法、能量分解分析方法和机器学习化学计算模拟的需求，由福建省化学会、福建省理论与计算化学重点实验室和嘉庚创新实验室联合主办的第二届厦门原子计算套件(XACS)研讨会在厦门大学思明校区成功举办。该研讨会的前身是厦门大学先期主办的厦门价键（XMVB）系列研讨会。自2012年至今，系列会已成功举办了四届国际研讨班和六届国内研讨班。本次研讨会以线下形式举行，来自厦门大学、中国科学院、香港中文大学、香港科技大学、四川大学、南京大学、中山大学、郑州大学、南京工业大学等国内21所高校/机构的70多名师生线下参加了本次研讨会。
在本次研讨会上，吴玮教授、苏培峰教授、Pavlo Dral教授，周晨副教授、应富鸣高级工程师，谷俊井高级工程师系统讲授了价键理论、分子相互作用理论和机器学习基础知识并详细介绍了原子计算套件(XACS)云计算功能、以及该套件所包括的XMVB, XEDA和MLATOM软件的应用实例。国内外资深专家受邀对相关理论方法以及XACS在化学材料等领域的应用进行深入研讨，其中，香港中文大学（深圳）的Hajime Hirao 教授、塞尔维亚克拉古耶瓦茨大学的Slavko Radenković副教授和奥地利自然资源与生命科学大学的Daniel Tunega教授分别做了专题学术报告，介绍他们应用XACS套件开展研究的最新进展。同时，研讨会为与会者提供了由厦门大学自主开发的XACS套件的上机培训，与会者基于XACS研究实例针对量子化学理论和人工智能展开了热烈的讨论。会议的成功举办提升了我校理论化学在国内外同行的影响力，为XACS套件及云计算平台的推广起到了重要促进作用。
会议日程
2023年5月12日，周五 / Day 1 |
||
8:30 – 9:30 |
线下签到/缴费 （化学报告厅） |
化学报告厅 |
9:30 – 10:00 |
开幕式 合影 |
|
10:00 – 11:30 |
学术报告Ⅰ Speaker: Hajime Hirao Energy Decomposition Analysis Studies of Cytochrome P450 Enzymes |
|
14:30 – 15:30 |
XACS平台整体介绍： XMVB、XEDA、MLatom及云计算 |
化学楼601 |
15:30 – 16:30 |
学术报告Ⅱ Speaker: Slavko Radenković NaBH3-. A challenge to the theory of the chemical bond |
|
16:30 – 17:30 |
学术报告Ⅲ Speaker: Daniel Tunega ML for Designing Mixed Metal Halides for Efficient Ammonia Separation and Storage |
|
2023年5月13日，周六 / Day 2 |
||
8:30 – 10:30 |
理论基础Ⅰ： 机器学习在优化、振动分析及热化学中的应用 |
化学楼601 |
10:30 – 11:30 |
理论基础Ⅱ： 能量分解分析：化学键与分子相互作用定量分析 |
|
11:30 – 11:45 |
口头报告Speaker: 夏嵩炎 The Bonding Nature of Fe-CO Complexes in Heme Proteins |
|
14:30 – 15:30 |
理论基础Ⅱ： 能量分解分析：化学键与分子相互作用定量分析 |
|
15:30 – 17:30 |
理论基础Ⅲ： 对化学键的见解：价键理论 |
|
2023年5月14日，周日 / Day 3 |
||
8:30 – 11:30 |
价键理论方法与能量分解分析方法实例分析 |
化学楼601 |
14:30 – 17:30 |
软件研习与自由讨论 |
|
2023年5月15日，周一 / Day 4 |
||
8:30 – 10:00 |
机器学习理论与实例分析： ·机器学习势（制作、使用自己的机器学习模型） ·分子动力学 ·光谱(振动光谱&单/双光子吸收) |
化学楼601 |
10:00 – 11:30 |
闭幕式 |
|
福建省化学会
福建省理论与计算化学重点实验室
嘉庚创新实验室
XACS平台简介
XACS是高效、友好且富有特色的量子化学与人工智能原子计算套件，包含XMVB、XEDA和MLATOM三个核心软件：其中XMVB是基于价键理论的量子化学程序；XEDA是多用途能量分解分析程序；MLatom是原子模拟机器学习软件包。该套件是从事化学键、分子相互作用分析和机器学习计算模拟方面研究人员的有力工具。利用XACS云计算平台，用户无需下载和安装软件包，就能在线进行XACS计算，详情请见XACScloud.com。本次研讨会，全程采用XACS云计算平台。
XMVB软件
作为现代化学键理论之一，价键理论为分子结构性质和化学反应机理提供了直观的化学图像理解。厦门价键(XMVB)是基于非正交轨道的经典价键理论从头计算软件，已实现当前所有经典价键理论的主流计算方法和功能。XMVB不仅应用于化学键的直观解释，而且已成为可精确计算的多组态量子化学计算程序，为各种VB方法提供了从头计算平台，包括经典的VB方法，如VBSCF、BOVB、VBCI、VBPT2，现代的VB方法（如SCVB和GVB），以及基于分子轨道的VB方法BLW。结合溶剂化模型，它可以执行VBPCM、VBEFP和VBSMD来解释溶剂效应。XMVB与GAMESS或XSCF程序模块相结合，可以应用于混合DFVB计算。 XMVB多次作为唯一价键计算软件，在国际价键理论研讨班上使用。XMVB具有计算速度快，计算方法多，用户体验好等特点，已成为当前国际上使用人数最多，最具影响力的从头算价键计算软件(在全球40多个国家拥有200多个用户）。目前国际上已有多部专著或工具书在专章中介绍XMVB的使用。 目前XMVB已经更新至3.1版。该版本提供了对称性的支持，具备更强大的并行能力。云计算平台已采用3.1版XMVB提供计算服务。
XEDA软件
分子相互作用在物质的结构和性质中扮演着非常重要的角色。能量分解分析（energy decomposition analysis，缩写为EDA）方法是定量研究分子相互作用的主要理论方法，广泛应用在分子组装、药物设计、化学反应机理、酸碱性、芳香性和分子力场发展等领域。厦门能量分解分析（XEDA）软件由苏培峰教授与其指导的研究生花费10年时间开发完成，可以在从头算水平下对多达数千个原子体系的相互作用/化学键进行定量分析研究，是目前唯一一种综合考虑各种电子态、多重度、周围环境的能量分解分析程序。该软件的前期版本已提供给国内外近千名同行使用，获得了很好的反响。国内外同行使用该软件（包括该软件前身，GAMESS程序中的EDA模块）已经发表超过500篇SCI论文，充分展示其在化学键、非共价相互作用、化学反应机理、力场发展等研究领域中的应用。 XEDA程序目前可以使用LMO-EDA、GKS-EDA及其扩展方法，在与单点能量计算相当的水平上进行各种分子相互作用分析。因其计算精度、效率和对复杂体系的分析能力，基于密度泛函理论的GKS-EDA方法得到了广泛的应用，具体可见综述（WIREs Comput Mol Sci. 2020; e1460）。 目前，我们已经开发了全新版本XEDA程序（XEDA 2.0），该版本拥有积分自洽场模块，是完全独立程序。XEDA 2.0的能量项采用新的密度拟合技术以及算法，效率更高！云计算平台的研习采用 XEDA 2.0 版本。
MLatom软件
如今机器学习 (ML) 已越来越广泛地应用于原子级模拟，例如用于势能面构建、动力学模拟、光谱预测、模拟结果分析、新材料设计和量子化学方法的改进等。通常情况下，进行机器学习的应用研究和方法发展需要研究者具有一定程度的编程技能，这阻碍了机器学习在计算化学中的进一步推广使用。 MLatom@XACS为初学者和专家提供黑箱式的、用户友好的集成平台以进行各种先进的原子级机器学习模拟，打破了在计算化学中使用机器学习的壁垒。不需要任何编程技能，便可执行几何构型优化、热化学性质计算、光谱模拟等常见的计算化学任务。用户在XACS云计算平台上，无需任何安装，只需使用 Web 浏览器（目前不收取任何费用！）即可运行MLatom。此外资深用户也可以在他们的计算机上下载和安装开源、免费的MLatom软件包。 MLatom的一大亮点是搭载一系列通用型的机器学习方法。例如 AIQM1 (半经验+机器学习，Nat. Commun. 2021, 12, 7022) 和 ANI-1ccx（纯机器学习），其CCSD(T)/CBS水平的计算速度比 B3LYP/6-31G*快千倍（且无需训练！）。MLatom软件的功能十分丰富，包含了各种数据处理与机器学习的任务，并且其功能仍在不断扩展和改进。