量子化学和固体物理学软件列表

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]。

列表

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电脑程序包	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

^ 学术许可指可申请免费的学术许可。
^ 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。
^ 通过MOPAC（英语：MOPAC）的接口。
^ 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。
^ ^5.0 ^5.1 ^5.2 ^5.3 使用精确交换密度泛函（英语：Hybrid functional）。
^ FPLO具有相对论的计算。
^ ^7.0 ^7.1 但是能在薛定谔（英语：Schrödinger (company)）包中使用。
^ 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。
^ 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

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

参见

蒙特卡罗分子模拟软件列表（英语：List of software for Monte Carlo molecular modeling）
分子力学建模软件比较（英语：Comparison of software for molecular mechanics modeling）
分子设计软件（英语：Molecular design software）
分子编辑器（英语：Molecule editor）
GPU分子模拟（英语：Molecular modeling on GPUs）
纳米结构建模软件列表（英语：List of software for nanostructures modeling）
半经验量子化学计算方法（英语：Semi-empirical quantum chemistry method）
固体物理学中的计算化学方法（英语：Computational chemical methods in solid state physics）
价键系统（英语：Valence bond programs）

外部链接

[2] 学术许可指可申请免费的学术许可。

[3] 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。

[5] 通过MOPAC（英语：MOPAC）的接口。

[6] 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。

[dft-7] 5.0 ^5.1 ^5.2 ^5.3 使用精确交换密度泛函（英语：Hybrid functional）。

[11] FPLO具有相对论的计算。

[Schrödinger-14] 7.0 ^7.1 但是能在薛定谔（英语：Schrödinger (company)）包中使用。

[16] 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。

[17] TeraChem（英语：TeraChem）是首个完全使用GPU加速的量子化学软件。

[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 （英语）.

[4] 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）.

[8] Welcome - CRYSCOR. www.cryscor.unito.it. [2017-07-04]. （原始内容存档于2019-12-26）.

[9] Wayback Machine. 2008-08-13 [2017-07-04]. （原始内容存档于2008-08-13）.

[pw-10] 5.0 ^5.1 QUANTUMESPRESSO - Quantum ESPRESSO. www.quantum-espresso.org. [2017-07-04]. （原始内容存档于2017-07-07）.

[12] Molecular modeling software. www.biomolecular-modeling.com. [2017-07-04]. （原始内容存档于2010-02-24）.

[13] Gordon Group/GAMESS Homepage. www.msg.ameslab.gov. [2017-07-04]. （原始内容存档于2018-10-01）（英语）.

[15] Veryazov, Valera. MOLCAS. www.molcas.org. [2017-07-04]. （原始内容存档于2019-05-18）.

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