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量子化學和固體物理學軟件列表

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量子化學軟件，是計算化學中運用量子化學理論方法進行計算的軟件。多數程序運用了哈特里－福克方法和一些後哈特里－福克方法，及密度泛函理論、分子力學、半經驗量子化學計算方法（英語：Semi-empirical quantum chemistry method）。這些軟件包括開源軟件和商業軟件，大多體積龐大，歷史悠久[1]。

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下面列出常用軟件列表：

軟件 軟件許可證[注 1] 編程語言 基組 周期性系統（英語：Periodic systems of small molecules）支持[注 2] 分子力學 半經驗量子化學計算方法（英語：Semi-empirical quantum chemistry method） 哈特里－福克方法 後哈特里－福克方法 密度泛函理論 GPU分子模擬（英語：Molecular modeling on GPUs）[2]
ABINIT（英語：ABINIT） 自由軟件、GPL Fortran PW 3d 是 否 否 否 是 是
ACES（英語：ACES (computational chemistry)） 自由軟件、GPL Fortran、C++ GTO 否 否 否 是 是 是 是
AMPAC（英語：AMPAC） 學術許可 未知 未知 未知 否 是 否 否 否 否
Amsterdam Density Functional（英語：Amsterdam Density Functional）（ADF） 商業許可 Fortran STO（英語：Slater-type orbital） 任何 是 是[注 3] 是 否 是 是
Atomistix ToolKit（英語：Atomistix ToolKit） （ATK） 商業許可 C++、Python NAO、EHT 3d[注 4] 是 是 否 否 是 否
BigDFT（英語：BigDFT） 自由軟件、GPL Fortran 小波分析 任何 是 否 是 否 是 是
CADPAC（英語：CADPAC） 學術許可 Fortran GTO 否 否 否 是 是 是 否
CASINO（英語：CASINO）（QMC） 學術許可 Fortran 95 GTO、PW、Spline、Grid、STO（英語：Slater-type orbital） 任何 否 否 是 是 否 否
CASTEP（英語：CASTEP） 學術許可（英國）、商業許可 Fortran 95、Fortran 2003 PW 3d 是 否 是[注 5] 否 是 否
CFOUR（英語：ACES (computational chemistry)） 學術許可 Fortran GTO 否 否 否 是 是 否 否
COLUMBUS（英語：COLUMBUS） 學術許可 Fortran GTO 否 否 否 是 是 否 否
CONQUEST（英語：CONQUEST） 學術許可 Fortran 90 NAO、Spline 3d 是 否 是[注 5] 否 是 否
CP2K（英語：CP2K） 自由軟件、GPL Fortran 95 Hybrid GTO、PW 任何 是 是 是 是 是 是，CUDA和OpenCL
CPMD（英語：Car–Parrinello molecular dynamics） 學術許可 Fortran PW 3d 是 否 是 否 是 否
CRYSTAL（英語：Crystal (software)） 學術許可（英國）、商業許可(IT) Fortran GTO 任何 是 否 是 是[3] 是 否
DACAPO（英語：DACAPO） 自由軟件、GPL[4] Fortran PW 3d 是 否 否 否 是 否
Dalton（英語：Dalton (program)） 學術許可 Fortran GTO 否 否 否 是 是 是 否
deMon2k 學術許可、商業許可 Fortran GTO 否 是 否 否 否 是 否
DFTB+ 自由軟件、LGPL Fortran 95 NAO 任何 是 是 否 否 否 否
DFT++ 自由軟件、GPL C++ PW、小波分析 3d 是 否 否 否 是 否
DIRAC（英語：Dirac (program)） 學術許可 Fortran 77、Fortran 90、C語言 GTO 否 否 否 是 是 是 否
DMol3（英語：DMol3） 商業許可 Fortran 90 NAO 任何 否 否 否 否 是 否
ELK 自由軟件、GPL Fortran 95 FP-LAPW 3d 否 否 是 否 是 否
Empire 學術許可、商業許可 Fortran Minimal STO（英語：Slater-type orbital） 任何 否 是 否 否 否 否
EPW[5] 自由軟件、GPL Fortran PW 2d、3d 否 否 否 否 是 否
ErgoSCF 自由軟件、GPL C++ GTO 否 否 否 是 否 是 否
ERKALE 自由軟件、GPL C++ GTO 否 否 否 是 否 是 否
EXCITING 自由軟件、GPL Fortran 95 FP-LAPW 3d 否 否 是 否 是 否
FLEUR 學術許可 Fortran 95 FP-(L)APW+lo 1d、2d、3d 否 否 是 是 是 否
FHI-aims 學術許可、商業許可 Fortran NAO 任何 是 否 是 是 是 是
FPLO[注 6] 商業許可 Fortran 95、C++、Perl LO+minimum-basis NAO 任何 否 否 否 否 是 否
FreeON 自由軟件、GPL Fortran 95 GTO 任何 是 否 是 是 是 否
Firefly（英語：Firefly (computer program)）（PC GAMESS） 學術許可 Fortran、C語言、匯編語言 GTO 否 是[6] 是 是 是 是 是
GAMESS（英國版）（英語：GAMESS (UK)） 學術許可（英國）、商業許可 Fortran GTO 否 否 是 是 是 是 是
GAMESS（美國版） 學術許可 Fortran GTO 否 是[7] 是 是 是 是 是
GAUSSIAN 商業許可 Fortran GTO 任何 是 是 是 是 是 是
GPAW 自由軟件、GPL Python、C語言 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（英語：HORTON (software)） 自由軟件、GPL Python、C++ GTO 否 否 否 是 是 是 否
Jaguar（英語：Jaguar (software)） 商業許可 Fortran、C語言 GTO 否 是 否[注 7] 是 是 是 否
JDFTx 自由軟件、GPL C++ PW 3d 否 否 是 否 是 是，CUDA
LOWDIN 學術許可 Fortran 95、03 GTO 否 是 否 是 是 是 否
MADNESS（英語：MADNESS） 自由軟件、GPL C++ 小波分析 否 否 否 是 是 是 否
MISSTEP 自由軟件、GPL C++ PW 否 否 否 否 否 是 否
MOLCAS（英語：MOLCAS） 學術許可、商業許可[8] Fortran、C語言、C++、Python、Perl GTO 否 是 是 是 是 是 是
MolDS 自由軟件、GPL C++ STO（英語：Slater-type orbital）、GTO 否 否 是 否 否 否 否
MOLGW 自由軟件、GPL Fortran GTO 否 否 否 是 是 是 否
MOLPRO（英語：MOLPRO） 商業許可 Fortran GTO 否 否 否 是 是 是 否
MONSTERGAUSS 自由軟件 Fortran GTO 否 否 否 是 是 否 否
MOPAC（英語：MOPAC） 學術許可、商業許可 Fortran Minimal GTO 任何 否 是 否 否 否 是
MPQC（英語：MPQC） 自由軟件、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（英語：NWChem） 自由軟件、ECL（英語：Educational Community License） v2 Fortran 77、C語言 GTO、PW 是（PW）、否（GTO） 是 否 是 是 是 是，CUDA
Octopus（英語：octopus (software)） 自由軟件、GPL Fortran 95、C語言 Grid 任何 是 否 是 否 是 是，CUDA和OpenCL
ONETEP（英語：ONETEP） 學術許可（英國）、商業許可 Fortran PW 3d 是 否 是[注 5] 否 是 是，CUDA
OpenAtom（英語：OpenAtom） 學術許可 Charm++（英語：Charm++）(C++) PW 3d 是 否 否 否 是 否
OpenMX（英語：OpenMX） 自由軟件、GPL C語言 NAO 3d 是 否 否 否 是 否
ORCA（英語：ORCA (Quantum Chemistry Program)） 學術許可 C++ GTO 否 是 是 是 是 是 否
PARSEC （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） 自由軟件、GPL Fortran Grid 任何 是 否 是 否 是 否
PLATO（英語：PLATO (computational chemistry)） 學術許可 未知 NAO 任何 是 否 否 否 是 否
PQS（英語：PQS (chemical)） 商業許可 未知 未知 未知 是 是 是 是 是 否
Priroda-06 學術許可 C語言 GTO 否 否 否 是 是 是 否
PSI 自由軟件、GPL C語言、C++、Python GTO 否 否 否 是 是 是 否
PUPIL 自由軟件、GPL Fortran、C語言 GTO、PW 任何 是 是 是 是 是 是
PWmat 商業許可 Fortran PW 3d 是 否 是 是 是 是
PWscf（英語：PWscf）[5] 自由軟件、GPL Fortran PW 3d 否 否 是 否 是 否
PyQuante（英語：PyQuante） 自由軟件、BSD Python GTO 否 否 是 是 是 是 否
PySCF（英語：PySCF） 自由軟件、BSD Python GTO 是 否 否 是 是 是 否
Q-Chem（英語：Q-Chem） 商業許可 Fortran、C++ GTO 否 是 是 是 是 是 是
QMCPACK (QMC) 自由軟件、U. Illinois Open Source C++ GTO、PW、Spline、Grid、STO（英語：Slater-type orbital） 任何 否 否 是 是 否 是，CUDA
Quantemol（英語：Quantemol）-N 學術許可、商業許可 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 自由軟件、GPL Fortran PW 3d 是 否 是 否 是 是，CUDA
RMG（英語：RMG (program)） 自由軟件、GPL C語言、C++ Grid 任何 是 否 否 否 是 是，CUDA
RSPt 學術許可 Fortran、C語言 FP-LMTO 3d 否 否 否 否 是 否
Scigress（英語：Scigress） 商業許可 C++、C語言、Java、Fortran GTO 是 是 是 否 否 是 否
Spartan（英語：Spartan (software)） 商業許可 Fortran、C語言、C++ GTO 否 是 是 是 是 是 否
Siam Quantum 自由軟件、GPL C語言 GTO 否 是 否 是 是 是 否
SIESTA（英語：SIESTA (computer program)） 自由軟件、GPL Fortran NAO 3d[注 8] 是 否 否 否 是 否
TB-LMTO 學術許可 Fortran LMTO 3d 否 否 否 否 是 否
TeraChem（英語：TeraChem） [注 9] 商業許可 C語言、CUDA GTO 否 是 否 是 是 是 是
TURBOMOLE（英語：TURBOMOLE） 商業許可 Fortran GTO 是 是 否 是 是 是 否
原子尺度材料模擬的計算機程序包 學術許可（奧地利）、商業許可 Fortran PW 3d 是 否 是 是 是 是
WIEN2k（英語：WIEN2k） 商業許可 Fortran、C語言 FP-(L)APW+lo 3d 是 否 是 否 是 否
Yambo Code（英語：YAMBO code） 部分GPL Fortran PW 3d 否 否 是 是 否 否

注釋

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  1. ^ 學術許可指可申請免費的學術許可。
  2. ^ 周期性系統（英語：Periodic systems of small molecules）支持（3d晶體、2d板、1d棒、孤立分子）：3d周期代碼允許在超細胞內模擬維度較低的系統，這裡指較低周期性的模擬能力。
  3. ^ 通過MOPAC（英語：MOPAC）的接口。
  4. ^ Atomistix ToolKit（英語：Atomistix ToolKit）還包含開放邊界條件下的有限偏置非平衡態格林函數的電子輸運計算。
  5. ^ 5.0 5.1 5.2 5.3 使用精確交換密度泛函（英語：Hybrid functional）。
  6. ^ FPLO具有相對論的計算。
  7. ^ 7.0 7.1 但是能在薛定諤（英語：Schrödinger (company)）套件中使用。
  8. ^ Atomistix ToolKit（英語：Atomistix ToolKit）SIESTA（英語：SIESTA (computer program)）還包含開放邊界條件下的有限偏置非平衡態格林函數的電子輸運計算。
  9. ^ TeraChem（英語：TeraChem）是首個完全使用GPU加速的量子化學軟件。

參考資料

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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 （英語）. 
  2. ^ GPU Applications - High Performance Computing - NVIDIA. www.nvidia.com. [2017-07-04]. （原始內容存檔於2016-08-10） （美國英語）. 
  3. ^ Welcome - CRYSCOR. www.cryscor.unito.it. [2017-07-04]. （原始內容存檔於2019-12-26）. 
  4. ^ Wayback Machine. 2008-08-13 [2017-07-04]. （原始內容存檔於2008-08-13）. 
  5. ^ 5.0 5.1 QUANTUMESPRESSO - Quantum ESPRESSO. www.quantum-espresso.org. [2017-07-04]. （原始內容存檔於2017-07-07）. 
  6. ^ Molecular modeling software. www.biomolecular-modeling.com. [2017-07-04]. （原始內容存檔於2010-02-24）. 
  7. ^ Gordon Group/GAMESS Homepage. www.msg.ameslab.gov. [2017-07-04]. （原始內容存檔於2018-10-01） （英語）. 
  8. ^ Veryazov, Valera. MOLCAS. www.molcas.org. [2017-07-04]. （原始內容存檔於2019-05-18）. 

參見

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外部連結

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