晶体结构预测（CSP）一直被视为凝聚态科学的一大挑战。直到最近，我们开发了一种基于进化算法的USPEX方法，它被证明是一种强大的工具，能够从一开始就准确可靠地预测结构。它是如何工作的？为什么？在本讲座中，我将总结USPEX代码的原理、最新发展和一些应用。1） 优化化合物和共晶体的化学成分空间。提出了一种方案，可以根据化学成分的变化自动搜索所有稳定的化合物。该函数可用于研究由原子/分子块（Na-Cl、Mg-O、CaCl2-H2O等）组成的二元/三元系统[1]。2） 预测包含复杂无机/有机分子基序的结构。我们设计了一个约束进化算法[2]。这种新方法的关键特征是，每个基序都被视为一个构建块，大大减少了搜索空间。该方法已广泛应用于无机络合物、小分子晶体、药物甚至聚合物晶体等系统。3） 预测低维系统不同于预测大块晶体。表面带来了另一个独立的热力学参数，化学势。由于表面构型的稳定性取决于化学势，因此建立的多组分体系相图与大块晶体相图截然不同[3]。
