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量子化学和固体物理学软件列表

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量子化学软件，是计算化学中运用量子化学理论方法进行计算的软件。多数程序运用了哈特里－福克方法和一些后哈特里－福克方法，及密度泛函理论、分子力学、半经验量子化学计算方法（英语：Semi-empirical quantum chemistry method）。这些软件包括开源软件和商业软件，大多体积庞大，历史悠久[1]。

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下面列出常用软件列表：

软件 软件许可证[注 1] 编程语言 基组 周期性系统（英语：Periodic systems of small molecules）支持[注 2] 分子力学 半经验量子化学计算方法（英语：Semi-empirical quantum chemistry method） 哈特里－福克方法 后哈特里－福克方法 密度泛函理论 GPU分子模拟（英语：Molecular modeling on GPUs）[2]
ABINIT（英语：ABINIT） 自由软件、GPL Fortran PW 3d 是 否 否 否 是 是
ACES（英语：ACES (computational chemistry)） 自由软件、GPL Fortran、C++ GTO 否 否 否 是 是 是 是
AMPAC（英语：AMPAC） 学术许可 未知 未知 未知 否 是 否 否 否 否
Amsterdam Density Functional（英语：Amsterdam Density Functional）（ADF） 商业许可 Fortran STO（英语：Slater-type orbital） 任何 是 是[注 3] 是 否 是 是
Atomistix ToolKit（英语：Atomistix ToolKit） （ATK） 商业许可 C++、Python NAO、EHT 3d[注 4] 是 是 否 否 是 否
BigDFT（英语：BigDFT） 自由软件、GPL Fortran 小波分析 任何 是 否 是 否 是 是
CADPAC（英语：CADPAC） 学术许可 Fortran GTO 否 否 否 是 是 是 否
CASINO（英语：CASINO）（QMC） 学术许可 Fortran 95 GTO、PW、Spline、Grid、STO（英语：Slater-type orbital） 任何 否 否 是 是 否 否
CASTEP（英语：CASTEP） 学术许可（英国）、商业许可 Fortran 95、Fortran 2003 PW 3d 是 否 是[注 5] 否 是 否
CFOUR（英语：ACES (computational chemistry)） 学术许可 Fortran GTO 否 否 否 是 是 否 否
COLUMBUS（英语：COLUMBUS） 学术许可 Fortran GTO 否 否 否 是 是 否 否
CONQUEST（英语：CONQUEST） 学术许可 Fortran 90 NAO、Spline 3d 是 否 是[注 5] 否 是 否
CP2K（英语：CP2K） 自由软件、GPL Fortran 95 Hybrid GTO、PW 任何 是 是 是 是 是 是，CUDA和OpenCL
CPMD（英语：Car–Parrinello molecular dynamics） 学术许可 Fortran PW 3d 是 否 是 否 是 否
CRYSTAL（英语：Crystal (software)） 学术许可（英国）、商业许可(IT) Fortran GTO 任何 是 否 是 是[3] 是 否
DACAPO（英语：DACAPO） 自由软件、GPL[4] Fortran PW 3d 是 否 否 否 是 否
Dalton（英语：Dalton (program)） 学术许可 Fortran GTO 否 否 否 是 是 是 否
deMon2k 学术许可、商业许可 Fortran GTO 否 是 否 否 否 是 否
DFTB+ 自由软件、LGPL Fortran 95 NAO 任何 是 是 否 否 否 否
DFT++ 自由软件、GPL C++ PW、小波分析 3d 是 否 否 否 是 否
DIRAC（英语：Dirac (program)） 学术许可 Fortran 77、Fortran 90、C语言 GTO 否 否 否 是 是 是 否
DMol3（英语：DMol3） 商业许可 Fortran 90 NAO 任何 否 否 否 否 是 否
ELK 自由软件、GPL Fortran 95 FP-LAPW 3d 否 否 是 否 是 否
Empire 学术许可、商业许可 Fortran Minimal STO（英语：Slater-type orbital） 任何 否 是 否 否 否 否
EPW[5] 自由软件、GPL Fortran PW 2d、3d 否 否 否 否 是 否
ErgoSCF 自由软件、GPL C++ GTO 否 否 否 是 否 是 否
ERKALE 自由软件、GPL C++ GTO 否 否 否 是 否 是 否
EXCITING 自由软件、GPL Fortran 95 FP-LAPW 3d 否 否 是 否 是 否
FLEUR 学术许可 Fortran 95 FP-(L)APW+lo 1d、2d、3d 否 否 是 是 是 否
FHI-aims 学术许可、商业许可 Fortran NAO 任何 是 否 是 是 是 是
FPLO[注 6] 商业许可 Fortran 95、C++、Perl LO+minimum-basis NAO 任何 否 否 否 否 是 否
FreeON 自由软件、GPL Fortran 95 GTO 任何 是 否 是 是 是 否
Firefly（英语：Firefly (computer program)）（PC GAMESS） 学术许可 Fortran、C语言、汇编语言 GTO 否 是[6] 是 是 是 是 是
GAMESS（英国版）（英语：GAMESS (UK)） 学术许可（英国）、商业许可 Fortran GTO 否 否 是 是 是 是 是
GAMESS（美国版） 学术许可 Fortran GTO 否 是[7] 是 是 是 是 是
GAUSSIAN 商业许可 Fortran GTO 任何 是 是 是 是 是 是
GPAW 自由软件、GPL Python、C语言 Grid、NAO、PW 任何 是 否 是[注 5] 否 是 是
HiLAPW 未知 未知 FLAPW 3d 否 否 否 否 是 否
HORTON（英语：HORTON (software)） 自由软件、GPL Python、C++ GTO 否 否 否 是 是 是 否
Jaguar（英语：Jaguar (software)） 商业许可 Fortran、C语言 GTO 否 是 否[注 7] 是 是 是 否
JDFTx 自由软件、GPL C++ PW 3d 否 否 是 否 是 是，CUDA
LOWDIN 学术许可 Fortran 95、03 GTO 否 是 否 是 是 是 否
MADNESS（英语：MADNESS） 自由软件、GPL C++ 小波分析 否 否 否 是 是 是 否
MISSTEP 自由软件、GPL C++ PW 否 否 否 否 否 是 否
MOLCAS（英语：MOLCAS） 学术许可、商业许可[8] Fortran、C语言、C++、Python、Perl GTO 否 是 是 是 是 是 是
MolDS 自由软件、GPL C++ STO（英语：Slater-type orbital）、GTO 否 否 是 否 否 否 否
MOLGW 自由软件、GPL Fortran GTO 否 否 否 是 是 是 否
MOLPRO（英语：MOLPRO） 商业许可 Fortran GTO 否 否 否 是 是 是 否
MONSTERGAUSS 自由软件 Fortran GTO 否 否 否 是 是 否 否
MOPAC（英语：MOPAC） 学术许可、商业许可 Fortran Minimal GTO 任何 否 是 否 否 否 是
MPQC（英语：MPQC） 自由软件、LGPL C++ GTO 否 否 否 是 是 是 否
NRLMOL 未知 Fortran GTO 否 否 否 否 否 是 否
NTChem 未知 未知 GTO 否 否 否 是 是 是 否
NWChem（英语：NWChem） 自由软件、ECL（英语：Educational Community License） v2 Fortran 77、C语言 GTO、PW 是（PW）、否（GTO） 是 否 是 是 是 是，CUDA
Octopus（英语：octopus (software)） 自由软件、GPL Fortran 95、C语言 Grid 任何 是 否 是 否 是 是，CUDA和OpenCL
ONETEP（英语：ONETEP） 学术许可（英国）、商业许可 Fortran PW 3d 是 否 是[注 5] 否 是 是，CUDA
OpenAtom（英语：OpenAtom） 学术许可 Charm++（英语：Charm++）(C++) PW 3d 是 否 否 否 是 否
OpenMX（英语：OpenMX） 自由软件、GPL C语言 NAO 3d 是 否 否 否 是 否
ORCA（英语：ORCA (Quantum Chemistry Program)） 学术许可 C++ GTO 否 是 是 是 是 是 否
PARSEC （页面存档备份，存于互联网档案馆） 自由软件、GPL Fortran Grid 任何 是 否 是 否 是 否
PLATO（英语：PLATO (computational chemistry)） 学术许可 未知 NAO 任何 是 否 否 否 是 否
PQS（英语：PQS (chemical)） 商业许可 未知 未知 未知 是 是 是 是 是 否
Priroda-06 学术许可 C语言 GTO 否 否 否 是 是 是 否
PSI 自由软件、GPL C语言、C++、Python GTO 否 否 否 是 是 是 否
PUPIL 自由软件、GPL Fortran、C语言 GTO、PW 任何 是 是 是 是 是 是
PWmat 商业许可 Fortran PW 3d 是 否 是 是 是 是
PWscf（英语：PWscf）[5] 自由软件、GPL Fortran PW 3d 否 否 是 否 是 否
PyQuante（英语：PyQuante） 自由软件、BSD Python GTO 否 否 是 是 是 是 否
PySCF（英语：PySCF） 自由软件、BSD Python GTO 是 否 否 是 是 是 否
Q-Chem（英语：Q-Chem） 商业许可 Fortran、C++ GTO 否 是 是 是 是 是 是
QMCPACK (QMC) 自由软件、U. Illinois Open Source C++ GTO、PW、Spline、Grid、STO（英语：Slater-type orbital） 任何 否 否 是 是 否 是，CUDA
Quantemol（英语：Quantemol）-N 学术许可、商业许可 Fortran GTO 否 是 是 是 是 否 否
QSite 未知 未知 GTO 否 是 否[注 7] 是 是 是 否
Quantum ESPRESSO 自由软件、GPL Fortran PW 3d 是 否 是 否 是 是，CUDA
RMG（英语：RMG (program)） 自由软件、GPL C语言、C++ Grid 任何 是 否 否 否 是 是，CUDA
RSPt 学术许可 Fortran、C语言 FP-LMTO 3d 否 否 否 否 是 否
Scigress（英语：Scigress） 商业许可 C++、C语言、Java、Fortran GTO 是 是 是 否 否 是 否
Spartan（英语：Spartan (software)） 商业许可 Fortran、C语言、C++ GTO 否 是 是 是 是 是 否
Siam Quantum 自由软件、GPL C语言 GTO 否 是 否 是 是 是 否
SIESTA（英语：SIESTA (computer program)） 自由软件、GPL Fortran NAO 3d[注 8] 是 否 否 否 是 否
TB-LMTO 学术许可 Fortran LMTO 3d 否 否 否 否 是 否
TeraChem（英语：TeraChem） [注 9] 商业许可 C语言、CUDA GTO 否 是 否 是 是 是 是
TURBOMOLE（英语：TURBOMOLE） 商业许可 Fortran GTO 是 是 否 是 是 是 否
原子尺度材料模拟的计算机程序包 学术许可（奥地利）、商业许可 Fortran PW 3d 是 否 是 是 是 是
WIEN2k（英语：WIEN2k） 商业许可 Fortran、C语言 FP-(L)APW+lo 3d 是 否 是 否 是 否
Yambo Code（英语：YAMBO code） 部分GPL Fortran PW 3d 否 否 是 是 否 否

注释

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  1. ^ 学术许可指可申请免费的学术许可。
  2. ^ 周期性系统（英语：Periodic systems of small molecules）支持（3d晶体、2d板、1d棒、孤立分子）：3d周期代码允许在超细胞内模拟维度较低的系统，这里指较低周期性的模拟能力。
  3. ^ 通过MOPAC（英语：MOPAC）的接口。
  4. ^ Atomistix ToolKit（英语：Atomistix ToolKit）还包含开放边界条件下的有限偏置非平衡态格林函数的电子输运计算。
  5. ^ 5.0 5.1 5.2 5.3 使用精确交换密度泛函（英语：Hybrid functional）。
  6. ^ FPLO具有相对论的计算。
  7. ^ 7.0 7.1 但是能在薛定谔（英语：Schrödinger (company)）包中使用。
  8. ^ Atomistix ToolKit（英语：Atomistix ToolKit）SIESTA（英语：SIESTA (computer program)）还包含开放边界条件下的有限偏置非平衡态格林函数的电子输运计算。
  9. ^ TeraChem（英语：TeraChem）是首个完全使用GPU加速的量子化学软件。

参考资料

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  1. ^ Young, David. Computational Chemistry: A Practical Guide for Applying Techniques to Real World Problems. John Wiley & Sons. 2004-04-07: 322–359. ISBN 9780471458432 （英语）. 
  2. ^ GPU Applications - High Performance Computing - NVIDIA. www.nvidia.com. [2017-07-04]. （原始内容存档于2016-08-10） （美国英语）. 
  3. ^ Welcome - CRYSCOR. www.cryscor.unito.it. [2017-07-04]. （原始内容存档于2019-12-26）. 
  4. ^ Wayback Machine. 2008-08-13 [2017-07-04]. （原始内容存档于2008-08-13）. 
  5. ^ 5.0 5.1 QUANTUMESPRESSO - Quantum ESPRESSO. www.quantum-espresso.org. [2017-07-04]. （原始内容存档于2017-07-07）. 
  6. ^ Molecular modeling software. www.biomolecular-modeling.com. [2017-07-04]. （原始内容存档于2010-02-24）. 
  7. ^ Gordon Group/GAMESS Homepage. www.msg.ameslab.gov. [2017-07-04]. （原始内容存档于2018-10-01） （英语）. 
  8. ^ Veryazov, Valera. MOLCAS. www.molcas.org. [2017-07-04]. （原始内容存档于2019-05-18）. 

参见

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外部链接

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