量子化學和固態物理學軟件列表

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。多數程式運用了哈特里－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）。這些軟件套件括開源軟件和商業軟件，大多體積龐大，歷史悠久^[1]。

列表

下面列出常用軟件列表：

軟件	軟件許可證^{[注 1]}	程式語言	基組	週期性系統（英語：Periodic systems of small molecules）支援^{[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，存於互聯網檔案館）	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電腦程式包	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

註釋

^ 學術許可指可申請免費的學術許可。
^ 週期性系統（英語：Periodic systems of small molecules）支援（3d晶體、2d板、1d棒、孤立分子）：3d週期代碼允許在超細胞內模擬維度較低的系統，這裏指較低週期性的模擬能力。
^ 通過MOPAC（英語：MOPAC）的介面。
^ 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。
^ ^5.0 ^5.1 ^5.2 ^5.3 使用精確交換密度泛函（英語：Hybrid functional）。
^ FPLO具有相對論的計算。
^ ^7.0 ^7.1 但是能在薛定諤（英語：Schrödinger (company)）套件中使用。
^ 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。
^ 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

^ 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）.
^ 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）.
^ Welcome - CRYSCOR. www.cryscor.unito.it. [2017-07-04]. （原始內容存檔於2019-12-26）.
^ Wayback Machine. 2008-08-13 [2017-07-04]. （原始內容存檔於2008-08-13）.
^ ^5.0 ^5.1 QUANTUMESPRESSO - Quantum ESPRESSO. www.quantum-espresso.org. [2017-07-04]. （原始內容存檔於2017-07-07）.
^ Molecular modeling software. www.biomolecular-modeling.com. [2017-07-04]. （原始內容存檔於2010-02-24）.
^ Gordon Group/GAMESS Homepage. www.msg.ameslab.gov. [2017-07-04]. （原始內容存檔於2018-10-01）（英語）.
^ Veryazov, Valera. MOLCAS. www.molcas.org. [2017-07-04]. （原始內容存檔於2019-05-18）.

參見

蒙特卡羅分子模擬軟件列表（英語：List of software for Monte Carlo molecular modeling）
分子力學建模軟件比較（英語：Comparison of software for molecular mechanics modeling）
分子設計軟件（英語：Molecular design software）
分子編輯器（英語：Molecule editor）
GPU分子模擬（英語：Molecular modeling on GPUs）
納米結構建模軟件列表（英語：List of software for nanostructures modeling）
半經驗量子化學計算方法（英語：Semi-empirical quantum chemistry method）
固態物理學中的計算化學方法（英語：Computational chemical methods in solid state physics）
價鍵系統（英語：Valence bond programs）

外部連結

[2] 學術許可指可申請免費的學術許可。

[3] 週期性系統（英語：Periodic systems of small molecules）支援（3d晶體、2d板、1d棒、孤立分子）：3d週期代碼允許在超細胞內模擬維度較低的系統，這裏指較低週期性的模擬能力。

[5] 通過MOPAC（英語：MOPAC）的介面。

[6] 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。

[dft-7] 5.0 ^5.1 ^5.2 ^5.3 使用精確交換密度泛函（英語：Hybrid functional）。

[11] FPLO具有相對論的計算。

[Schrödinger-14] 7.0 ^7.1 但是能在薛定諤（英語：Schrödinger (company)）套件中使用。

[16] 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。

[17] TeraChem（英語：TeraChem）是首個完全使用GPU加速的量子化學軟件。

[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）.

[4] 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）.

[8] Welcome - CRYSCOR. www.cryscor.unito.it. [2017-07-04]. （原始內容存檔於2019-12-26）.

[9] Wayback Machine. 2008-08-13 [2017-07-04]. （原始內容存檔於2008-08-13）.

[pw-10] 5.0 ^5.1 QUANTUMESPRESSO - Quantum ESPRESSO. www.quantum-espresso.org. [2017-07-04]. （原始內容存檔於2017-07-07）.

[12] Molecular modeling software. www.biomolecular-modeling.com. [2017-07-04]. （原始內容存檔於2010-02-24）.

[13] Gordon Group/GAMESS Homepage. www.msg.ameslab.gov. [2017-07-04]. （原始內容存檔於2018-10-01）（英語）.

[15] Veryazov, Valera. MOLCAS. www.molcas.org. [2017-07-04]. （原始內容存檔於2019-05-18）.

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