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By Bane Dysta
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BaneTask：让量子化学计算工作流更简单

置顶tasker已经弃用快一年了，重构的banetask也已经悄悄升级到2.0。本程序笔者用着非常解放双手，有心换个血，但写程序介绍太费劲了，还是全权交给Claude罢。

以下彩虹屁均由Claude4.5生成。感觉好多东西没介绍出来，但就先这样吧

写在前面

如果你做过量子化学计算，你一定遇到过这些烦恼：

  • 需要手动准备大量输入文件，重复劳动多
  • 复杂的计算流程需要一步步手动执行
  • 计算结果散落各处，难以管理和归档
  • 切换不同量子化学程序时，需要重新学习输入格式
  • 批量处理多个分子时，工作量成倍增加

BaneTask 就是为了解决这些问题而诞生的。

这是一个什么样的工具？

BaneTask 是一个开源的量子化学任务控制系统，使用 C++ 编写，专注于简化和自动化量子化学计算工作流。

核心理念：用一个简洁的 .bt 文本文件描述你的计算流程，剩下的交给 BaneTask。

主要特性

1. 统一的任务描述语言

不用记忆不同程序的复杂输入格式，用简洁的 .bt 文件描述你的计算任务：

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$opt
    %source origin
    %keywords "opt freq B3LYP/6-31G(d) scrf=(SMD,solvent=water)"
    %archive
        strucid opt
        properties {log_file,fchk_file}

这段配置就能完成几何优化、频率计算和结果归档的全部工作。

2. 多程序支持

目前支持：

  • Gaussian：最常用的量子化学程序
  • ORCA：开源高性能计算程序
  • 其他程序：通过模板系统可扩展支持更多程序

切换程序？只需要一行配置：

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%program orca

3. 智能的任务依赖管理

BaneTask 会自动处理任务之间的依赖关系：

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$opt
    %source origin
    %keywords "opt freq B3LYP/6-31G(d)"

$sp
    %source opt guess  # 自动使用 opt 的结果作为起点
    %keywords "sp B3LYP/def2-TZVP"

你只需要声明依赖关系，BaneTask 会：

  • 检查依赖任务是否完成
  • 自动提取几何结构
  • 传递波函数信息（如果需要）

4. 灵活的变量系统

定义一次，到处使用：

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define:
  - func: B3LYP
  - basis: 6-31G(d)
  - solvent: water

$opt
    %keywords "opt freq [func]/[basis] scrf=(solvent=[solvent])"

$sp
    %keywords "sp [func]/def2-TZVP scrf=(solvent=[solvent])"

修改计算条件？只需改变变量定义，所有任务自动更新。

5. 强大的后处理能力

内置常用后处理命令：

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%process
    scripts fchk                        # 转换 checkpoint 文件
    multiwfn [inputname].fchk esp      # 静电势分析
    analysis nimag                      # 检查虚频

支持自定义脚本，集成你的分析流程。

6. 自动归档管理

再也不用担心结果文件散落各处：

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%archive
    strucid opt
    properties {log_file,fchk_file,png_file}

BaneTask 会自动整理和归档指定的计算结果。

实际应用场景

场景一：标准优化流程

研究一个分子的基态结构和振动频率：

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title: 乙醇分子优化
smiles: CCO

$opt
    %source origin
    %keywords "opt freq B3LYP/6-31G(d) scrf=(SMD,solvent=water)"
    %process
        analysis nimag  # 自动检查虚频

一个命令完成：

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banetask ethanol.bt

场景二：激发态计算

优化后进行 TDDFT 计算：

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$opt
    %source origin
    %keywords "opt B3LYP/6-31G(d)"

$td
    %source opt guess
    %keywords "td=(nstates=10) B3LYP/6-31G(d)"
    %archive
        properties {log_file}

场景三：批量计算

使用项目模式处理多个分子：

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btask -b  # 批处理模式
# 选择模板和几何文件
# 自动为每个分子创建任务

场景四：ORCA 自旋轨道耦合

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$soc
    %program orca
    %source opt
    %keywords "wb97x-d3 def2-svp RIJCOSX def2/J"
    %extrakeywords
%tddft
  nroots 5
  dosoc true
end
    end exkwd

技术架构

BaneTask 采用模块化设计，主要组件包括：

  • TaskParser：解析 .bt 文件的核心引擎
  • GeometryProcessor：处理分子几何结构
  • InputGenerator：为不同程序生成输入文件
  • CommandProcessor：处理后处理命令
  • Archive：归档系统

使用 C++17 编写，性能优异，跨平台支持 Linux 系统。

上手很简单

1. 安装

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git clone https://gitee.com/bane-dysta/banetask2.git
cd banetask2
mkdir build && cd build
cmake ..
make

2. 第一个例子

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# 创建测试示例
btask -t

# 运行计算
banetask test

3. 使用模板

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# 交互式选择模板
btask -i

# 查看所有模板
btask -l

模板生态

BaneTask 提供丰富的任务模板：

  • optimization/：各类几何优化
  • energy/：能量计算
  • wfn-analysis/：波函数分析
  • rate/：反应速率计算

你也可以创建自己的模板，分享给社区。

开发理念

BaneTask 的设计遵循几个原则：

  1. 简洁优先：配置文件应该易读易写
  2. 自动化：机器能做的，不让用户做
  3. 灵活性：支持从简单到复杂的各种需求
  4. 可扩展：通过模板和脚本系统支持自定义功能

适合谁使用？

  • 计算化学研究者
  • 需要处理大量分子计算的课题组
  • 希望标准化计算流程的实验室
  • 想要提高工作效率的量化工作者

项目状态

  • 版本：v2.0.0
  • 项目主页：https://github.com/bane-dysta/banetask
  • 作者：Bane Dysta

加入我们

BaneTask 是一个开源项目，欢迎：

  • 报告问题和提出建议
  • 贡献代码和模板
  • 分享使用经验
  • 完善文档

通过 Gitee Issues 与我们交流。

结语

量子化学计算不应该被繁琐的流程所束缚。BaneTask 希望让研究者把更多时间花在科学问题本身，而不是重复的文件准备和结果整理上。

试试 BaneTask，让你的计算工作流更高效。

开始使用：

  • 查看完整文档：README.md
  • 快速上手：btask -t
  • 问题反馈：https://gitee.com/bane-dysta/banetask2/issues
Quantum Chemistry
This post is licensed under CC BY 4.0 by the author.
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