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BUILDER V0.4 / QUANTUM / REASONING 1-10 NM

新增十道候选,量子 × 1–10 nm 从 0/10 补满 10/10。

完整执行冻结的 v0.4 流程;数值与审核结果均保留。原始运行目录:runs/quantum-nm-v04-001(9 道)与 runs/quantum-nm-v04-002(第 10 道 QNI009)。本批用助手会话(Claude Sonnet 5,如实上报模型身份 claude-sonnet-5)执行。QM7-X(量子 × 0.1–1 nm 已用数据集)中单个分子天然落在 0.1–1 nm,无法直接扩展到这一格;本批改用 OE62 数据集——一套专门为超出 QM9/QM7-X 尺度而构建的真实大分子电子结构数据集。

数据来源:OE62

OE62(Stuke, Kunkel, Golze, Todorović, Margraf, Reuter, Rinke and Oberhofer, Scientific Data 7, 58 (2020), DOI 10.1038/s41597-020-0385-y)从剑桥结构数据库(CSD)的真实有机晶体中抽取 61,489 个分子,在 PBE+vdW 级别做几何弛豫,并在 PBE、PBE0(62k 全集)以及 G0W0@PBE0(5k 子集,GW5000)三个电子结构理论层级提供轨道能级。数据集在 TUM mediaTUM 以 DOI 10.14459/2019mp1507656 发布,CC BY-SA 4.0 许可。本次通过官方 FTP 端点新下载 df_62k.json(387MB)与 df_5k.json(51MB),并核对其 SHA512 与数据集自带的 SHA512sums 完全一致。

从全部 62k 分子中,按分子自身最大原子间距筛选出 27,572 个分子落在 [1,10) nm——这正是待补的量子推理尺度格。最终选取 10 个分子(跨越约 1.00–1.65 nm,元素涵盖 Cl/Si/F/S/P,其中 3 个另有 GW5000 子集数据),用于本批 10 道候选。

本轮产出

10 道全部通过同会话初筛:感知 5、推断 5,量子 × 1–10 nm 从 0/10 达到 10/10。全部题目走 evidence_review 路由——全局尺度扫描、回转半径与能隙提取/比较均非 schema 已注册的 xyz_distance/xyz_angle 验证器类型,因此使用补充计算器加独立 Decimal 复核,而非通用自动验证器。

QNP007 · 初筛通过,待人工审核

In the attached PBE+vdW-relaxed geometry of OE62 molecule MAJHUB (41 atoms), what is the maximum pairwise Cartesian distance between any two atoms in the molecule? Identify the two atom rows that attain this maximum.

参考答案:Dmax = 10.0003 Å,由 row 10 与 row 30 取得(820 个原子对的穷举扫描)。

生成记录 ↗ · 完整题干与坐标 ↓

QNI007 · 初筛通过,待人工审核

For OE62 molecule MAJHUB, using the attached geometry and the official PBE0(vacuum) and G0W0@PBE0(vacuum, CBS) orbital-energy lists, compute both HOMO-LUMO gaps and compare them.

参考答案:PBE0 能隙 3.8835 eV;G0W0@PBE0 能隙 6.8329 eV,GW 能隙更大;仅单一分子实例,不据此断言普遍规律。

生成记录 ↗ · 完整题干与坐标 ↓

QNP008 · 初筛通过,待人工审核

Global-extent scan on OE62 molecule JIMHOC (57 atoms, 含 Si)。

参考答案:Dmax = 11.8784 Å,由 row 15 与 row 40 取得(1596 个原子对的穷举扫描)。

生成记录 ↗ · 完整题干与坐标 ↓

QNP009 · 初筛通过,待人工审核

Global-extent scan on OE62 molecule KEGPOC (64 atoms, 含 F)。

参考答案:Dmax = 14.0870 Å,由 row 23 与 row 62 取得(2016 个原子对的穷举扫描)。

生成记录 ↗ · 完整题干与坐标 ↓

QNP010 · 初筛通过,待人工审核

Equal-weight radius of gyration on OE62 molecule KEWGID (48 atoms),复用生物域 BNP002 已验证的 Rg 公式。

参考答案:Rg = 4.2467 Å。

生成记录 ↗ · 完整题干与坐标 ↓

QNP011 · 初筛通过,待人工审核

Equal-weight radius of gyration on OE62 molecule PEKZAG (70 atoms, 含 S),同一公式。

参考答案:Rg = 4.6156 Å。

生成记录 ↗ · 完整题干与坐标 ↓

QNI005 · 初筛通过,待人工审核

HOMO-LUMO gap (PBE) on OE62 molecule GALPAL (41 atoms),按官方能级列表升序约定提取 HOMO/LUMO。

参考答案:HOMO -5.6108 eV,LUMO -1.6381 eV,能隙 3.9727 eV。

生成记录 ↗ · 完整题干与坐标 ↓

QNI006 · 初筛通过,待人工审核

PBE vs PBE0 能隙比较,OE62 molecule MEHLOA (55 atoms)。

参考答案:PBE 能隙 3.1507 eV;PBE0 能隙 5.1545 eV,PBE0 更大;仅单一分子实例,不据此断言普遍的泛函规律。

生成记录 ↗ · 完整题干与坐标 ↓

QNI008 · 初筛通过,待人工审核

跨分子 PBE 能隙比较:EZUTAU (66 atoms, Dmax 1.496 nm) vs ZOGVEW (79 atoms, Dmax 1.647 nm)。

参考答案:EZUTAU 能隙 4.2659 eV,ZOGVEW 能隙 2.3149 eV——原子数更多、尺度更大的 ZOGVEW 反而能隙更小。仅两个数据点,不能据此建立分子尺寸与能隙的一般关系;两分子的组成(P/O/N/C/H vs P/O/C/H)、连接方式和官能团均不同,任一因素都可能主导能隙,与尺寸无关。

生成记录 ↗ · 完整题干与坐标 ↓

QNI009 · 初筛通过,待人工审核(第二次续跑,quantum-nm-v04-002)

PBE vs PBE0 能隙比较,OE62 molecule JIMHOC——与 QNP008 使用同一几何,补满该格最后 1 个名额。

参考答案:PBE 能隙 3.5756 eV;PBE0 能隙 5.2964 eV,PBE0 更大;仅单一分子实例,不据此断言普遍规律。

生成记录 ↗ · 完整题干与坐标 ↓

方法与审核要点

感知题分两族:全局尺度(QNP007–009)通过穷举扫描全分子所有原子对,找到最大间距及取得该间距的两行——这要求真正的搜索,而不是读出预先给出的原子对,复用生物域 BNP001 已审核通过的方法族;回转半径(QNP010–011)用 Rg = sqrt[(1/N) Σ‖r_i − r_centroid‖²],与生物域 BNP002 完全相同的公式,等权应用于分子的全部原子。推断题围绕 HOMO-LUMO 能隙:单一分子单一理论层级读出(QNI005)、同一分子两种理论层级比较——PBE0 vs GW(QNI007)与 PBE vs PBE0(QNI006、QNI009)、以及跨分子比较(QNI008)。全部推断题的参考答案都明确写出"仅此一例,不构成普遍规律"的限定,QNI008 更进一步:两个真实分子里,原子数更多、几何尺度更大的 ZOGVEW 能隙反而更小,这不是巧合式的免责声明,而是一个具体、可核查的反例,用于说明为什么两点比较不能确立尺寸-能隙的因果关系。

HOMO 取列表升序排列的最后一个值、LUMO 取列表升序排列的第一个值,这一约定逐字引自 OE62 论文 Table 2 对 energies_occ_pbe / energies_unocc_pbe 等字段的官方说明,不是本项目自行假设的惯例。

独立复核(runs/quantum-nm-v04-001/independent_checks.py 与 runs/quantum-nm-v04-002/independent_checks.py)重新用 pandas 独立读取原始 df_62k.json / df_5k.json(不导入本批主计算脚本 compute_oe62_batch.py),全局尺度与回转半径改用 Decimal 精度的穷举扫描,能隙改用独立的列表索引重新提取;10/10 全部通过。

来源与材料范围

OE62 数据集:Stuke et al., Scientific Data 7, 58 (2020), DOI 10.1038/s41597-020-0385-y;数据文件 TUM mediaTUM DOI 10.14459/2019mp1507656,CC BY-SA 4.0。分子坐标(xyz_pbe_relaxed)、占据/非占据轨道能级(energies_occ_pbe 等)均为官方字段原样提取;全局尺度扫描、回转半径、HOMO/LUMO 提取与能隙比较为本批新计算,不是论文直接给出的数值。

OE62 官方论文与数据许可 ↗ · mediaTUM 数据集记录 ↗

本地保存原始材料(df_62k.json 387MB、df_5k.json 51MB,均未提交仓库,gitignored runs/)与 SHA512 校验值;网站只发布抽取的坐标/能级文本片段。

没有完成的部分

设计任务缺少约束与评分器,未生成,与其余批次一致。10 道题目前都只经过同会话自动筛查与程序化数值/独立算法复核,尚无独立人工审核或模型难度试测。全部 5 道推断题的"不构成普遍规律"论证仍需人工语义审核。检索、提证据、规划、构题及审核仍由助手在会话中按固定协议执行,程序负责记录、字段校验、数值计算和导出,不是无人值守的全自动系统。本批 reported_model=claude-sonnet-5,未伪造 API 调用或模型使用量。