在Win10使用WSL2环境运行xTB程序

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xTB 是 Grimme 组开发的“半经验”的类 DFT 程序，普适性不错，而且开源，不过暂时只有 Linux 版，但好在 Windows 10 已经开始拥抱开源，有了 Linux 子系统，因此对于少量的计算，使用 Win 下的 WSL 快速在可视化和计算中切换很有用处。

WSL2 的安装

系统需求

最好的方法就是参考微软的 WSL 文档https://docs.microsoft.com/zh-cn/windows/wsl/install-win10，这里简单概述一些WSL2（不是 WSL1）涉及的要点：

  • Windows 系统版本：（不同的版本有不同的要求）
    • 20H2，可参照 2004
    • 2004, 内部版本 19041 or higher：测试表明需要额外安装 Linux 内核供 WSL 2 使用：https://docs.microsoft.com/zh-cn/windows/wsl/wsl2-kernel
    • 1903 或 1909，不建议使用，需要自行安装如 KB4566116，并须使用winver验证 Windows 版本在 18362.1049 或 18363.1049 以上

安装步骤

需要启用的系统功能（建议按照步骤依次进行）：

  • 启用“适用于 Linux 的 Windows 子系统”可选功能：
    （_使用管理员权限_）

    1
    dism.exe /online /enable-feature /featurename:Microsoft-Windows-Subsystem-Linux /all /norestart

  • 启用“虚拟机平台”可选组件：
    （_使用管理员权限_）

    1
    dism.exe /online /enable-feature /featurename:VirtualMachinePlatform /all /norestart

  • 启用后需要重启

  • 将 WSL 2 设置为默认版本：
    （_使用管理员权限_）

    1
    wsl --set-default-version 2

    如果没有安装此前提到的内核会报错

  • 安装需要的 Linux 分发版即可（通过 Windows Store）

额外说明

  • 如果需要使用 root 用户作为默认用户，可以执行：
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ubuntu config --default-user root
  • 如果要通过Windows资源管理器访问wsl目录：
    可以通过在“此电脑”右键“添加网络位置”实现，需要输入的路径为\\wsl$\ubuntu.

xTB 的配置和使用

建议直接使用 xtb-python，此外需要配置的还有一些环境变量，以合理地处理一些原子数较多的体系：

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ulimit -s unlimited
export OMP_STACKSIZE=4G
export OMP_MAX_ACTIVE_LEVELS=1
export OMP_NUM_THREADS=<ncores>,1
export MKL_NUM_THREADS=<ncores>

！注意，可能会与 Gaussian 软件的使用存在一定冲突，可能会使内存占用上升。