Optimización eficiente de estructuras cristalinas moleculares utilizando algoritmos genéticos: avances, implementación y resultados preliminares

K. N. VARELA; G. I. PAGOLA, ...; M. B. FERRARO; A. M. LUND; A. M. ORENDT; J. C. FACELLI

Congreso; XVIII Reunión Anual de la Asociación Argentina de Cristalografía; 2023

Una nueva versión del código MGAC (Modified Genetic Algorithm for Crystals) para la predicción de estructuras cristalinas está en marcha y se presentan sus primeros resultados. Las estructuras cristalinas son generadas por el código propio MGAC empleando un algoritmo genético elitista. El software Quantum expreso (QE) [1] es el encargado de realizar las optimizaciones locales de las estructuras cristalinas a nivel de DFT. Estas optimizaciones locales son distribuidas de manera asincrónica en la Open Science Grid (OSG) [2], donde a través de la implementación de un Self-Checkpoint se optimizó el uso de los recursos disponibles, permitiendo hacer cortes programados a los cálculos más largos de QE generando una salida provisional para que posteriormente la OSG pueda reiniciar el cálculo sin perder las horas previas de cómputo y así evitar el colapso de los nodos. Además, el sistema de colas de la OSG tiene la posibilidad de reubicar el cálculo en otro nodo disponible y finalizar la optimización con éxito. Esta nueva versión también incluye la implementación de un algoritmo propio que, comparando pares de estructuras cristalinas a través de sus distancias y ángulos entre átomos, detecta y descarta estructuras cristalinas duplicadas producto de la convergencia del MGAC al mínimo local de energía.Estas implementaciones han permitido predecir exitosamente la estructura cristalina del alcohol Metanol (Figura 1), molécula de prueba por su tamaño e intereses bibliográfico [3], y además presentamos resultados preliminares de la predicción de la estructura cristalina del Etanol y 2-Butanol.[1] www.quatum-espresso.org[2] www.opensciencegrid.osg[3] T. Lin et al., Phys. Chem. Chem. Phys. 18 (2016) 2736-2746