What is Abacus Mcp Server

abacus-mcp-server is an open-source DFT-based simulation platform that utilizes the Model Context Protocol (MCP) to provide a structured communication interface for submitting, managing, and executing quantum chemistry and materials science calculations.

Use cases

Use cases for abacus-mcp-server include performing SCF calculations on silicon crystals, optimizing the geometry of perovskite structures, calculating band structures of graphene, diagnosing convergence issues in ABACUS calculations, and analyzing atomic orbital overlaps using PyABACUS.

How to use

To use abacus-mcp-server, first clone the repository, install the required dependencies, configure ABACUS in your system PATH, prepare pseudopotential files, and then start the server using the command ‘python src/server.py’. Clients can then communicate with the server to perform various calculations.

Key features

Key features of abacus-mcp-server include SCF calculations, structure optimization, molecular dynamics simulations, band structure calculations, density of states analysis, intelligent parameter suggestions, input validation, fault diagnosis, cost estimation, and integration with PyABACUS for modular analysis.

Where to use

abacus-mcp-server is primarily used in the fields of quantum chemistry and materials science for computational tasks such as electronic structure calculations, geometry optimization, and molecular dynamics.

ABACUS MCP Server

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基于Model Context Protocol (MCP)的ABACUS第一性原理计算服务器。主要用于量子化学和材料科学计算。

主要功能

计算功能

• SCF计算 - 自洽场电子结构计算
• 结构优化 - 几何优化和晶胞优化
• 分子动力学 - MD模拟和轨迹分析
• 能带结构 - 电子能带结构计算
• 态密度 - 电子态密度计算
• 电荷密度 - 电荷密度分析

智能助手

• 参数建议 - 根据计算类型推荐合适参数
• 输入验证 - 检查参数设置是否合理
• 故障诊断 - 帮助解决计算中的问题
• 成本估算 - 评估计算资源需求

结果分析

• 智能解释 - 自动分析计算结果
• 优化建议 - 根据结果提供改进建议
• 性能监控 - 跟踪计算性能

PyABACUS集成

• Python接口 - 支持PyABACUS Python接口
• 模块化分析 - 集成ModuleBase、ModuleNAO、hsolver等模块
• 工作流指导 - PyABACUS使用示例和最佳实践

安装

系统要求

• Python 3.8+
• ABACUS软件包
• 足够的计算资源

Python依赖

pip install fastmcp ase numpy psutil

ABACUS安装

参考ABACUS官方文档安装。

快速开始

1. 下载代码

git clone <repository-url>
cd abacus-mcp-server

2. 安装依赖

pip install -r requirements.txt

3. 配置ABACUS

确保ABACUS在系统PATH中：

abacus --version

4. 准备赝势文件

mkdir pseudos
# 把赝势文件放到pseudos目录

5. 启动服务器

python src/server.py

MCP客户端配置

Claude Desktop配置

在Claude Desktop设置中添加：

{
  "mcpServers": {
    "abacus-mcp-server": {
      "command": "python",
      "args": [
        "/path/to/abacus-mcp-server/src/server.py"
      ],
      "env": {
        "PYTHONPATH": "/path/to/abacus-mcp-server"
      }
    }
  }
}

Roo Code配置

1. 打开Roo Code设置
2. 找到MCP服务器部分
3. 添加上面的配置

使用示例

基础SCF计算

我想对硅晶体进行SCF计算，请帮我设置参数。

结构优化

我有个钙钛矿结构需要优化几何并计算带隙。

能带结构

计算石墨烯沿Γ-M-K-Γ路径的能带结构。

故障排除

我的ABACUS计算不收敛，SCF一直振荡，帮我看看。

使用指南

基本工作流

1. 准备赝势文件到 pseudos/ 目录
2. 在MCP客户端中描述你的计算需求
3. 服务器会自动设置参数并运行计算
4. 查看结果和建议

常用计算类型

硅能带结构计算

计算硅晶体的能带结构，晶格常数5.43 Å，沿Γ-X-L-Γ路径。

钙钛矿结构优化

优化BaTiO3几何结构并计算电子性质。

收敛问题诊断

我的MoS2计算不收敛，SCF在-150.5和-150.8 Ry间振荡，用的ecutwfc=80 Ry。

PyABACUS工作流

用PyABACUS分析原子轨道重叠，需要LCAO计算和重叠矩阵。

基本工作流

1. 创建结构

# 使用create_structure工具创建原子结构
structure = create_structure(
    formula_or_data="Si2",
    input_format="formula",
    crystalstructure="diamond",
    a=5.43
)

2. 验证输入

# 验证计算参数
validation = validate_input(
    input_params={
        "ecutwfc": 100,
        "scf_thr": 1e-6,
        "basis_type": "pw"
    },
    structure_dict=structure["data"]
)

3. 运行计算

# 执行SCF计算
scf_result = run_scf(
    structure_dict=structure["data"],
    input_params={
        "ecutwfc": 100,
        "scf_thr": 1e-6
    },
    kpoints_definition={
        "mode": "Monkhorst-Pack",
        "size": [4, 4, 4]
    },
    pseudo_potential_map={"Si": "Si.UPF"}
)

4. 分析结果

# 查看计算结果和建议
print(scf_result["data"]["interpretation"])
print(scf_result["data"]["recommendations"])

MCP资源

• abacus://system/status - 系统状态
• abacus://docs/input_parameters - 参数文档
• abacus://examples/scf - SCF示例
• abacus://calculations/{task_id}/results - 计算结果
• abacus://calculations/{task_id}/logs - 计算日志

配置

环境变量

export ABACUS_COMMAND="/path/to/abacus"
export PSEUDO_DIR="/path/to/pseudos"
export ABACUS_WORK_DIR="/path/to/calculations"

配置文件

创建config.json：

{
  "abacus_command": "abacus",
  "pseudo_base_path": "./pseudos",
  "work_directory": "./calculations"
}

故障排除

常见问题

ABACUS未找到

which abacus
abacus --version

赝势文件缺失

ls -la pseudos/

内存不足

• 减少ecutwfc值
• 使用更稀疏的k点网格

调试模式

export LOG_LEVEL="DEBUG"
python src/server.py

PyABACUS集成

安装

git clone https://github.com/deepmodeling/abacus-develop.git
cd abacus-develop/python
pip install .

使用

import pyabacus as m
s = m.ModuleBase.Sphbes()
result = s.sphbesj(1, 0.0)

主要工具

结构管理

• create_structure - 创建原子结构
• validate_structure - 验证结构
• convert_structure - 格式转换

计算执行

• run_scf - SCF计算
• run_optimization - 结构优化
• run_md - 分子动力学

性质分析

• calculate_band_structure - 能带结构
• calculate_dos - 态密度
• calculate_charge_density - 电荷密度

智能助手

• suggest_parameters - 参数建议
• diagnose_failure - 故障诊断
• validate_input - 输入验证

任务管理

• get_calculation_status - 计算状态
• list_recent_calculations - 最近计算
• get_calculation_results - 计算结果

许可证

MIT许可证，详见LICENSE文件。

支持

• GitHub Issues - 问题报告
• ABACUS官网 - 官方文档