8.3 DeePKS 推理与适用域验证

8.3.1 模型究竟改变什么

DeePKS 是电子能量泛函的机器学习修正，可进入电子结构自洽；它不是以原子能模型替代电子计算的 DeePMD 原子间势。两者可以参与更大流程，但文件、标签、适用域和运行含义不同。

本例为未执行、依据 ABACUS 3.9.0 LCAO DeePKS 接口的条件练习。普通 LCAO SCF 应先工作，二进制需满足 LibTorch 等构建依赖。本课不训练、不自动下载模型、不宣称提高准确度。该版将 deepks_equiv 描述为内部开发用途，因此不纳入示例。

科学前提是来源明确、已训练并经过 tracing 的合适模型，不能给硅任务随意填一个网络文件名就认为有意义。模型需说明元素、电子基线、目标方法、投影／描述符、单位和训练范围。没有兼容模型与描述符时，应停留在检查清单；下方条件输入不是可运行证据。

\[ E[\rho]=E_{\mathrm{base}}[\rho]+\Delta E_\theta\!\left(\mathbf d[\rho]\right),\qquad V_\Delta=\frac{\delta\Delta E_\theta}{\delta\rho}. \]

密度依赖局域描述符把网络修正连到电子问题；自洽推断中，导数改变哈密顿量，密度更新又改变描述符。这不同于给已完成 PBE 能量加一个数而不改密度。仅用于后处理的模型，不能自动替代自洽部署的 traced 模型。

数值描述符函数与主 LCAO 轨道角色不同：前者提供模型投影信息，后者展开电子态。匹配一个却暗中更换另一个，仍可能改变模型输入。两套文件哈希、截断和归一化约定都要记录。

点云表示验证范围，不是模型实测不确定度；图上距离不等于校准误差条。

父任务哈密顿量必须匹配模型明确记录的电子基线。首次硅教学使用 LDA 文件，PBE 训练模型因此需整体换成匹配 PBE 赝势／轨道，再重新收敛 PBE；其他基线亦应先独立建立。相同几何和数值设置下保留模型关闭对照。

# ABACUS 3.9.0; valid only with a compatible trained traced model
basis_type     lcao
deepks_scf     1
deepks_model   compatible_traced_model.pt

compatible_traced_model.pt 是待验证文件的占位名，并非本课提供资产。保留父 STRU，添加模型要求的描述符：

# STRU addition; retain existing NUMERICAL_ORBITAL and geometry
NUMERICAL_DESCRIPTOR
compatible_descriptor.orb

描述符内容必须与训练构造相同，不能只看 .orb 扩展名。deepks_out_labels 属于标签生成，不等于开启推断；应按版本记录输出和单位。不能把 PW 描述符生成参数直接混进此 LCAO 推断。

先定义域，例如特定组分、晶相及有限应变范围。选择域内平衡、正应变、负应变结构，另设明确排除的结构检验拒绝策略；这些是采样类别，不代表模型已支持。各支持帧在相同几何下分别做基线、DeePKS、独立参考，并保持能量记账一致。

推断前对模型和描述符哈希，记录 ABACUS、导出框架与运行时。检查加载、LCAO／DeePKS 模式和 SCF 终止，保存 OUT.<suffix>/running_scf.log 与诊断。库成功调用不等于化学迁移性；还需电子数、磁分支、残差及异常不稳定迭代检查。

误差需相对训练或验证真正使用的目标。参考若有不同价电子或约束，必须说明对齐；直接比较不相关绝对总能可能无意义。同组分能差更适于控制比较。只在部署方法支持对应导数路径时验证力，有限差分力还需更严格电子收敛。

定义 \(\delta E_i=E_i^{\mathrm{model}}-E_i^{\mathrm{ref}}\)，说明 eV／帧还是 eV／原子；力误差说明分量或矢量范数，并使用 eV/Å。汇总指标必须带采样范围。

验收限由应用和参考不确定度决定。模型可能改善平衡能量却恶化畸变或力；外推失败不能仅靠增加 SCF 次数修复。目标结构不在支持域，应使用可信参考或新的验证开发周期，而不是把收敛预测标成可靠。

易错点。 DeePMD 冻结势不是 DeePKS traced 泛函；PBE 修正加 LDA 基线违反模型契约；描述符维数相同也可能含义不同；不同几何的开／关模型能量混入结构效应；把 SCF 收敛当不确定度估计，混淆数值和统计问题；只验证能量不保证力、应力和反应路径。

练习 1。 模型加载成功但训练元素不包含一个表面物种，SCF 收敛后能接受吗？答案： 不能，加载与收敛不证明适用域，需拒绝或明确支持的验证开发。

练习 2。 相邻 MD 帧随机分训练／测试后误差很小，能证明新晶相迁移吗？答案： 不能，相关帧使测试过于接近训练。应按独立轨迹／相分组，并评估真实目标域和挑战结构。