Список программного обеспечения для квантовой химии и физики твердого тела
Компьютерные программы по квантовой химии используются в вычислительной химии для реализации методов квантовой химии . Большинство из них включают методы Хартри-Фока (HF) и некоторые методы пост-Хартри-Фока . Они также могут включать теорию функционала плотности (DFT), молекулярную механику или полуэмпирические методы квантовой химии . Программы включают как открытое, так и коммерческое программное обеспечение. Большинство из них большие, часто содержат несколько отдельных программ и разрабатывались в течение многих лет.
Обзор
[ редактировать ]В следующих таблицах показаны некоторые основные возможности известных пакетов:
Числовые данные
[ редактировать ]Упаковка | Лицензия † | Язык | ИМБ | OpenMP | графический процессор | Библиотеки ввода-вывода | Параллельный ввод-вывод |
---|---|---|---|---|---|---|---|
АБИН | Бесплатно, лицензия GPL | Фортран | Да | Да | Да, КУДА | Да, HDF5 , NetCDF | Да, Фортран и HDF5. |
ТУЗЫ [1] | Бесплатно, лицензия GPL | Фортран , С++ | Да | Нет | Да | Unknown | Unknown |
ADF, Амстердамский пакет моделирования | Коммерческий | Фортран | Unknown | Unknown | Да, КУДА | Да, HDF5 , индивидуальный | Unknown |
АМПАК | Академический | Unknown | Unknown | Unknown | Нет | Unknown | Unknown |
Набор инструментов Atomistix (ATK) | Коммерческий | С++ , Питон | Да | Да | Да, КУДА | Да, HDF5 , NetCDF | Да, HDF5 |
БигДФТ | Бесплатно, лицензия GPL | Фортран | Да | Да | Да | Да, HDF5 , NetCDF | Да, HDF5 , NetCDF |
КАДПАК | Академический | Фортран | Unknown | Unknown | Нет | Unknown | Unknown |
КАЗИНО (QMC) | Академический | Фортран 2003 | Да | Да | Да, ОпенАКК | Нет | Нет |
КАСТЕП | Академический, коммерческий | Фортран 95 , Фортран 2003 | Да | Да | Нет | Unknown | Unknown |
КОЛУМБ | Бесплатно, LGPL | Фортран | Да | Нет | Нет | Нет | Нет |
ЗАВОЕВАНИЕ | Бесплатно, Массачусетский технологический институт | Фортран 90 | Unknown | Unknown | Нет | Unknown | Unknown |
CP2K | Бесплатно, лицензия GPL | Фортран 95 | Да | Да | Да, CUDA и OpenCL. | Unknown | Unknown |
КПМД | Академический | Фортран | Да | Да | Нет | Unknown | Unknown |
КРИСТАЛЛ | Академический (Великобритания), Коммерческий (ИТ) | Фортран | Да | Да | Нет | Unknown | Unknown |
Далтон | Бесплатно, LGPL | Фортран | Да | Да, ЛСДалтон | Нет | Unknown | Unknown |
ДИРАК | Бесплатно, LGPL | Фортран 77 , Фортран 90 , С | Да | Нет | Нет | Unknown | Unknown |
ДМол3 | Коммерческий | Фортран 90 | Да | Unknown | Нет | Unknown | Unknown |
ФЛЕР [2] | Бесплатно, Массачусетский технологический институт | Фортран 95 | Да | Да | Да, OpenACC , CuBLAS | Да, HDF5 , индивидуальный | Да, HDF5 |
FHI-цели | Академический, коммерческий | Фортран | Да | Unknown | Да | Unknown | Unknown |
FreeON (ранее MondoSCF ) | Бесплатно, лицензия GPL | Фортран 95 | Unknown | Unknown | Нет | Unknown | Unknown |
Firefly (ранее PC GAMESS) | Академический | Фортран , Си , Ассемблер | Unknown | Unknown | Да | Unknown | Unknown |
ГЕЙМСС (Великобритания) | Академический Великобритания, Коммерческий | Фортран | Unknown | Unknown | Да | Unknown | Unknown |
ГЕЙМСС (США) | Академический | Фортран | Да | Да | Да | Unknown | Unknown |
Гауссовский | Коммерческий | Фортран | Unknown | Unknown | Да, КУДА | Unknown | Unknown |
Ягуар | Коммерческий | Фортран , С | Unknown | Unknown | Нет | Unknown | Unknown |
БЕЗУМИЕ | Бесплатно, лицензия GPL | С++ | Unknown | Unknown | Нет | Unknown | Unknown |
МОЛКАС / OpenMolcas | Академический, коммерческий [3] / LGPL | Фортран , C , C++ , Python , Perl | Да | Да | Да | Да, HDF5 | Unknown |
МОЛПРО | Коммерческий | Фортран | Да | Да | Да | Unknown | Unknown |
МОПАК | Бесплатно, LGPL [4] | Фортран | Unknown | Unknown | Да | Unknown | Unknown |
MPQC | Бесплатно, LGPL | С++ | Да | Unknown | Нет | Unknown | Unknown |
СЗХим | Бесплатно, ECL v2 | Фортран 77 , С | Unknown | Unknown | Да, КУДА | Unknown | Unknown |
Осьминог | Бесплатно, лицензия GPL | Фортран 95 , С | Да | Да | Да, CUDA и OpenCL. | Да, НетКДФ | Unknown |
ОНЕТЭП | Академический, Коммерческий | Фортран 2003 | Да | Да | Да, КУДА | Да, HDF5 | Unknown |
OpenAtom | Академический | Очарование++ (C++) | Unknown | Unknown | Да | Unknown | Unknown |
OpenMx | Бесплатно, лицензия GPL | С | Да | Да | Нет | Нет | Нет |
КАСАТКА | Академический, коммерческий | С++ | Да | Unknown | Нет | Unknown | Unknown |
ПАРСЕК | Бесплатно, лицензия GPL | Фортран | Unknown | Unknown | Нет | Unknown | Unknown |
PQS | Коммерческий | Unknown | Unknown | Unknown | Нет | Unknown | Unknown |
пси | Бесплатно, LGPL v3 | С , С++ , Питон | Нет | Да | С плагином BrianQC | Unknown | Unknown |
PyQuante | Бесплатно, БСД | Питон | Unknown | Unknown | Нет | Unknown | Unknown |
PySCF | Бесплатно, БСД | Питон | Да | Да | С плагином GPU4PySCF | Unknown | Unknown |
Кьюбокс | Бесплатно, лицензия GPL | С++ | Unknown | Unknown | Нет | Unknown | Unknown |
Q-Chem | Академический, коммерческий | Фортран , С , С++ | Да | Да | С плагином BrianQC | Unknown | Unknown |
Столько же, сколько эспрессо | Бесплатно, лицензия GPL | Фортран | Да | Да | Да, КУДА | Да, HDF5 | Да, HDF5 |
РМГ | Бесплатно, лицензия GPL | С , С++ | Unknown | Unknown | Да, КУДА | Unknown | Unknown |
САМСОН | Бесплатно | С++ , Питон | Unknown | Unknown | Нет | Unknown | Unknown |
Сигресс | Коммерческий | С++ , С , Java, Фортран | Unknown | Unknown | Нет | Unknown | Unknown |
СИЕСТА | Бесплатно, лицензия GPL | Фортран 2003 | Да | Да | Да | Да, НетКДФ | Да, НетКДФ |
спартанский | Коммерческий | Фортран , С , С++ | Unknown | Unknown | Нет | Unknown | Unknown |
ТераХем | Коммерческий | С , ХВОСТ | Unknown | Unknown | Да, КУДА | Unknown | Unknown |
ТУРБОМОЛЬ | Коммерческий | Фортран | Да | Да | Нет | Unknown | Unknown |
ВАСП | Академический (AT), Коммерческий | Фортран | Да | Да | Да | Unknown | Unknown |
ВЕН2к | Коммерческий | Фортран 90 , С | Да | Да | Нет | Нет | Нет |
Ямбо | Бесплатно, лицензия GPL | Фортран | Да | Да | Да, КУДА | Да, HDF5 , NetCDF | Да, HDF5 |
Упаковка | Лицензия † | Язык | ИМБ | OpenMP | графический процессор | Библиотеки ввода-вывода | Параллельный ввод-вывод |
Характеристики квантовой химии и физики твердого тела
[ редактировать ]Упаковка | Основа | Периодический ‡ | доктор медицинских наук | Полуэмп. | ВЧ | ТДХФ | Пост-HF | член парламента | МРСИ | СС | ДПФ | ТДДПФ | СКАЗАТЬ |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
АБИН | ПВ | 3d | Да | Нет | Нет | Unknown | Нет | Нет | Нет | Нет | Да | Да | Да Slater-type_orbital |
ТУЗЫ [1] | ГТО | Нет | Нет | Нет | Да | Unknown | Да | Unknown | Нет | до Q | Да | Unknown | Unknown |
AMS: ADF, BAND, DFTB | СТО , НЕТ | Любой | Да | Да | Да | Да | Да | Да | Нет | Нет | Да | Да | Да |
АМПАК | Unknown | Unknown | Нет | Да | Нет | Unknown | Нет | Unknown | Нет | Нет | Нет | Unknown | Unknown |
Набор инструментов Atomistix (ATK) | НАО, ЭХТ, ПВ | Любой9 | Да | Да | Нет | Unknown | Нет | Unknown | Нет | Нет | Нет | Unknown | Unknown |
БигДФТ | Вейвлет | любой | Да | Нет | Да | Unknown | Нет | Unknown | Нет | Нет | Да | Да | Нет |
КАДПАК | ГТО | Нет | Нет | Нет | Да | Unknown | Да | Unknown | Нет | до Д | Да | Unknown | Unknown |
КАЗИНО (QMC) | GTO , PW, Сплайн, Сетка, STO | любой | Нет | Нет | Нет | Нет | Да | Нет | Нет | Нет | Нет | Нет | Нет |
КАСТЕП | ПВ | 3d | Да | Нет | Да | Unknown | Нет | Unknown | Нет | Нет | Да | Да | Unknown |
КОЛУМБ | ГТО | Нет | Нет | Нет | Да | Нет | Да | Нет | Да | Нет | Нет | Нет | Нет |
ЗАВОЕВАНИЕ | НЕТ, Сплайн | 3d | Да | Нет | Yes5 | Unknown | Нет | Unknown | Нет | Нет | Да | Unknown | Unknown |
CP2K | Гибридный ГТО , PW | любой | Да | Да | Да | Unknown | Да | Да | Нет | Нет | Да | Да | Да |
КПМД | ПВ | 3d | Да | Нет | Да | Unknown | Нет | Unknown | Нет | Нет | Да | Unknown | Unknown |
КРИСТАЛЛ | ГТО | любой | Да | Нет | Да | Unknown | Yes10 | Да | Нет | Да | Да | Нет | Нет |
Далтон | ГТО | Нет | Нет | Нет | Да | Unknown | Да | Да | Да | до (Т) | Да | Unknown | Unknown |
ДИРАК | ГТО | Нет | Нет | Нет | Да | Unknown | Да | Да | Да | до (Т) | Да | Да | Нет |
ДМол3 | ОНИ | любой | Нет | Нет | Нет | Unknown | Нет | Unknown | Нет | Нет | Да | Да | Unknown |
И | ГТО | Нет | Нет | Нет | Да | Да | Да | Нет | Нет | до (Т) | Нет | Нет | Нет |
FHI-цели | ОНИ | любой | Да | Нет | Да | Unknown | Да | Да | Нет | Нет | Да | Unknown | Да |
Firefly (ранее PC GAMESS) | ГТО | Нет | Да | Да | Да | Unknown | Да | Unknown | Yes16 | Нет | Да | Unknown | Unknown |
ФЛЕР | FP-(L)APW+lo | 2д, 3д | Нет | Нет | Да | Нет | Да | Нет | Нет | Нет | Да | Нет | Да |
FreeON (ранее MondoSCF) | ГТО | любой | Да | Нет | Да | Unknown | Да | Unknown | Нет | Нет | Да | Unknown | Unknown |
ГЕЙМСС (Великобритания) | ГТО | Нет | Нет | Да | Да | Unknown | Да | Да | Да | до (Т) | Да | Нет | Нет |
ГЕЙМСС (США) | ГТО | Нет | Да2 | Да | Да | Unknown | Да | Да | Yes16 | до (Т) | Да | Unknown | Unknown |
Гауссовский | ГТО | любой | Да | Да | Да | Unknown | Да | Да | Нет | до (Т) | Да | Да | Нет |
Ягуар | ГТО | Нет | Да | С 11 | Да | Unknown | Да | Unknown | Нет | Нет | Да | Unknown | Unknown |
БЕЗУМИЕ | Вейвлет | Нет | Нет | Нет | Да | Unknown | Да | Unknown | Нет | Нет | Да | Unknown | Unknown |
МОЛКАС | ГТО | Нет | Да | Да | Да | Нет | Да | Да | Да | до (Т) | Да | Нет | Нет |
МОЛПРО | ГТО | Нет | Нет | Нет | Да | Unknown | Да | Unknown | Да17 | до (Т) | Да | Unknown | Unknown |
МОПАК | Минимальный ГТО | любой | Нет | Да | Нет | Unknown | Нет | Unknown | Нет | Нет | Нет | Unknown | Unknown |
MPQC | ГТО | Нет | Нет | Нет | Да | Unknown | Да | Да | Нет | до (Q) | Да | Unknown | Unknown |
СЗХим | ГТО , ПВ | Да (PW), Нет ( GTO ) | Да | Нет | Да | Unknown | Да | Unknown | Нет | до (Q) | Да | Unknown | Unknown |
Осьминог | Сетка | любой | Да | Нет | Да | Unknown | Нет | Нет | Нет | Нет | Да | Да | Да |
ОНЕТЭП | ПВ | 3d | Да | Нет | Да | Unknown | Нет | Unknown | Нет | Нет | Да | Unknown | Unknown |
OpenAtom | ПВ | 3d | Да | Нет | Нет | Unknown | Нет | Unknown | Нет | Нет | Да | Unknown | Unknown |
OpenMx | ОНИ | любой | Да | Нет | Нет | Unknown | Нет | Unknown | Нет | Нет | Да | Unknown | Unknown |
КАСАТКА | ГТО | Нет | Да | Да | Да | Да | Да | Да | Да | до (Т) | Да | Да | Нет |
ПАРСЕК | Сетка | любой | Да | Нет | Да | Unknown | Нет | Unknown | Нет | Нет | Да | Unknown | Unknown |
PQS | Unknown | Unknown | Да | Да | Да | Unknown | Да | Unknown | Нет | до (Т) | Да | Unknown | Unknown |
пси | ГТО | Нет | Нет | Нет | Да | Unknown | Да | Unknown | Да | до (Т) | Да | Unknown | Unknown |
PyQuante | ГТО | Нет | Нет | Да | Да | Unknown | Да | Unknown | Нет | Нет | Да | Unknown | Unknown |
PySCF | ГТО | Да | Нет | Нет | Да | Unknown | Да | Да | Нет | до (Т) | Да | Unknown | Unknown |
Кьюбокс | ПВ | 3d | Да | Нет | Да | Unknown | Нет | Unknown | Нет | Нет | Да | Unknown | Unknown |
Q-Chem | ГТО | Нет | Да | Да | Да | Unknown | Да | Да | Нет | до (Т) | Да | Да | Нет |
Столько же, сколько ЭСПРЕССО6 | ПВ | 3d | Да | Нет | Да | Unknown | Нет | Нет | Нет | Нет | Да | Да | Да |
СПАСАТЬ | Сетка, НАО, ПВ | Любой | Нет | Нет | Да | Нет | Нет | Нет | Нет | Нет | Да | Нет | Нет |
РМГ | Сетка | любой | Да | Нет | Нет | Unknown | Нет | Unknown | Нет | Нет | Да | Unknown | Unknown |
Сигресс | ГТО | Да | Да | Да | Нет | Unknown | Нет | Unknown | Нет | Нет | Да | Unknown | Unknown |
СИЕСТА | ОНИ | 3d 12 | Да | Нет | Нет | Нет | Нет | Нет | Нет | Нет | Да | Да | Нет 21 |
спартанский | ГТО | Нет | Да | Да | Да | Unknown | Да | Unknown | Нет | до (Т) | Да | Unknown | Unknown |
ТУРБОМОЛЬ | ГТО | Да | Да | Да | Да | Да | Да | Да | Нет | до (Т) | Да | Да | Да |
ВАСП | ПВ | 3d | Да | Нет | Да | Unknown | Да | Да | Нет | Нет | Да | Да | Да |
ВЕН2к | FP-(L)APW+lo | 3d | Да | Нет | Да | Unknown | Нет | Unknown | Нет | Нет | Да | Нет | Да |
Ямбо | ПВ | 3d | Нет | Нет | Да | Да | Да | Unknown | Нет | Нет | Нет | Нет | Да |
Упаковка | Основа | Периодический ‡ | доктор медицинских наук | Полуэмп. | ВЧ | ТДХФ | Пост-HF | член парламента | МРСИ | СС | ДПФ | ТДДПФ | СКАЗАТЬ |
Пакеты постобработки в области квантовой химии и физики твердого тела
[ редактировать ]Упаковка | Лицензия † | Язык | Вход | Выход |
---|---|---|---|---|
ezSpectra [5] [6] | Бесплатно | С++ | Интерфейсы с Q-Chem и другими пакетами | Факторы Франка-Кондона, сечения фотоионизации, угловые распределения фотоэлектронов, магнитные свойства |
Либвфа [7] | Бесплатно | С++ | Интерфейсы с Q-Chem и MOLCAS | Естественные орбитали, естественные переходные орбитали, дескриптор экситонов, разность плотностей и другие. |
См. также
[ редактировать ]- Список программного обеспечения для молекулярного моделирования Монте-Карло
- Сравнение программного обеспечения для моделирования молекулярной механики
- Программное обеспечение для молекулярного дизайна
- Редактор молекул
- Молекулярное моделирование на графических процессорах
- Список программного обеспечения для моделирования наноструктур
- Полуэмпирический метод квантовой химии
- Вычислительные химические методы в физике твердого тела с периодическими граничными условиями
- Программы валентных облигаций
- Молекулярная динамика Кар – Парринелло
- База данных кодов сообщества от МГСИ
Сноски
[ редактировать ]† «Академический»: академическая (бесплатная) лицензия предоставляется по запросу; «Коммерческий»: распространяется коммерчески.
‡ Поддержка периодических систем (3d-кристаллы, 2d-плиты, 1d-стержни и изолированные молекулы): 3d-периодические коды всегда позволяют моделировать системы с меньшей размерностью внутри суперячейки. Здесь указана возможность моделирования в пределах меньшей периодичности.
2 QuanPol — это полнофункциональный (HF, MCSCF, GVB, MP2, DFT, TDDFT, CHARMM, AMBER, OPLSAA) пакет QM/MM, интегрированный в GAMESS-US. [8]
10 Через CRYSCOR. Архивировано 26 декабря 2019 г. в программе Wayback Machine .
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Лотрич, В.; Флоке, Н.; Понтон, М.; Яу, А.Д.; Перера, А.; Деуменс, Э.; Бартлетт, Р.Дж. (5 мая 2008 г.). «Параллельная реализация расчетов энергии, градиента и гессиана электронной структуры». Журнал химической физики . 128 (19). дои : 10.1063/1.2920482 . ISSN 0021-9606 .
- ^ Вортманн, Дэниел; Михаличек, Грегор; Бааджи, Наджиб; Бетцингер, Маркус; Бильмайер, Густав; Брат Йенс; Бурнус, Тобиас; Енковаара, Юсси; Фреймут, Франк; Фридрих, Кристоф; Герхорст, христианско-римский; Гранберг Коши, Сабастьян; Грицюк, Ульяна; Ханке, Андреа; Ханке, Ян-Филипп; Хайде, Маркус; Хайнце, Стефан; Хилгерс, Робин; Янссен, Хеннинг; Клуппельберг, Дэниел Аарон; Ковачик, Роман; Курц, Филипп; Лезаик, Марьяна; Мадсен, Георг К.Х.; Мокроусов Юрий; Нойкирхен, Александр; Редис, Матиас; Рост, Стивен; Шлипф, Мартин; Шиндльмайр, Арно; Винкельманн, Мириам; Блюгель, Стефан (3 мая 2023 г.), «FLEUR» , Zenodo , Bibcode : 2023zndo...7576163W , doi : 10.5281/zenodo.7576163
- ^ «Орден МОЛКАС» .
- ^ «MOPAC был переиздан под лицензией LGPL с открытым исходным кодом» .
- ^ Гозем, Самер; Крылов, Анна Ивановна (31 мая 2021 г.). «Пакет ezSpectra: простой в использовании набор инструментов для моделирования спектроскопии» . WIREs Вычислительная молекулярная наука . 12 (2). дои : 10.1002/wcms.1546 . ISSN 1759-0876 . S2CID 232154733 .
- ^ Алессио, Маристелла; Крылов, Анна Ивановна (30 июня 2021 г.). «Протокол связанного кластера по уравнению движения для расчета магнитных свойств: теория и приложения к одномолекулярным магнитам» . Журнал химической теории и вычислений . 17 (7): 4225–4241. doi : 10.1021/acs.jctc.1c00430 . ISSN 1549-9618 . ПМИД 34191507 . S2CID 235698464 .
- ^ «Теодор» . theodore-qc.sourceforge.io . Проверено 15 августа 2021 г.
- ^ История изменений GAMESS.
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Янг, Дэвид (2001). Вычислительная химия: практическое руководство по применению методов для решения реальных проблем . Нью-Йорк: Джон Уайли и сыновья. стр. 322–359. ISBN 978-0-471-33368-5 .
- «Приложения NVIDIA GPU» . NVIDIA . Проверено 9 июля 2014 г.
- «atomistic.software — механизмы атомистического моделирования и тенденции их цитирования» . Гитхаб . Проверено 23 ноября 2021 г.