Qual é o melhor programa de software de cálculo de química quântica grátis?

2019 ano 9 mês 19 dia

Acho que Gaussian tem uma parcela famosa e esmagadora de programas de software de cálculo de química quântica, mas custa alguns milhões de ienes levianamente.Um mundo onde os mais baratos começam em centenas de milhares de ienes.O limite é muito alto para um amador como eu começar com interesse.

Eu investiguei um programa de software livre que pode realizar cálculos de química quântica, especialmente cálculos DFT (teoria funcional da densidade).

Software de cálculo de química quântica / lista de programas

Na WikipediaLista de softwareSe você olhar para dentro, verá que existem muitos gratuitos.Além disso, embora seja um pouco antigo, na página seguinte, "Software recomendado para substituir GaussianTambém houve uma pergunta sobre.Entre eles, vou resumir o seguinte que me interessou com software livre de código aberto.

GAMESS, Firefly

Ao contrário dos quatro abaixo, software GUI.

Qual é a diferença entre GAMESS (US) e Firefly?A explicação foi fácil de entender.

EXPRESSO Quântico

QUANTUM ESPRESSO é um pacote integrado de código-fonte aberto para cálculos estruturais eletrônicos e design de materiais em nanoescala.Cálculos baseados na teoria do funcional de densidade, modelo de aproximação de onda plana e modelo pseudopotencial são possíveis.Além disso, cálculos de estado fundamental, otimização estrutural, estado de transição e caminhos de energia mínima, dinâmica molecular ab initio, propriedades de reação, propriedades ópticas, transições quânticas, etc. podem ser calculados.

Sistema de supercomputador do Instituto de Pesquisa Química da Universidade de Kyoto

Os documentos oficiais são extensos e elaborados pelo laboratório da Tohoku University (Graduate School of Science).Tutorial japonêsExiste também.

É frequentemente usado em trabalhos acadêmicos porque é o programa livre mais influente e tem a reputação de ser comparável ao software comercial em termos de função e velocidade.Forte na área de materiais sólidos, como otimização da estrutura cristalina.A linguagem interna é forte e a paralelização com GPU (CUDA) é possível.

NWChemName

Um programa para lidar de forma eficiente com problemas de química computacional em grande escala.Parece que pode ser paralelizado ao nível de milhares de processadores.O interior é escrito em fortan, e a paralelização com GPU (CUDA) é possível.Tirando vantagem de sua computação massivamente paralela, ele tem pontos fortes na simulação de estados de transição e moléculas de grande escala.

psi4

O código é fácil de ler porque você pode realizar cálculos a partir da interface python, o que é ótimo para usuários de Python que estão apenas começando a programar.A parte que requer velocidade de cálculo é escrita em C ++, mas não há aceleração de GPU.

Em vez dePlugin "OpenFermion (Google)" que conecta cálculos de química quântica para que eles possam ser executados em computadores quânticosPode cooperar comFunciona com a estrutura de computação quântica "Qiskit (IBM)"Pendência. (Cálculos de química quântica e problemas de otimização combinatória são considerados para se beneficiar de velocidades mais rápidas com computadores quânticos.)

O que é mais rápido

Havia um Teste de Velocidade de Química Quântica no Github conduzido por voluntários.

Com base nos resultados de mais de 4 anos atrás, pode ser diferente do atual devido a fatores como o ambiente de execução, a presença ou ausência de uso paralelo, BLAS interno, etc., mas a velocidade de cálculo é NWchem> Firefly > GAMESS> Psi4. ..

Número de referências e citações para cada programa de cálculo de química quântica

Verifiquei o número de documentos de cada programa.O número de acessos pode estar incorreto, portanto, consulte-o. Gaussian tem várias versões, como 03, 09, 16 e assim por diante, então, na verdade, existem mais.

Depois de comparar várias coisas acima, pensei que a condição de maior prioridade para qual software usar deveria ser "se você pode fazer o cálculo que deseja".Os cálculos da química quântica cobrem uma ampla gama de campos, de compostos orgânicos a proteínas e materiais sólidos, e as teorias a serem usadas para cada um são diferentes (no nível B3LYP / 6-31G (d) para compostos orgânicos de baixo a médio peso molecular. Parecia que qualquer software poderia fazer isso, desde que fosse calculado.)

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