Квантовый ЭСПРЕССО - Quantum ESPRESSO

Квантовый ЭСПРЕССО
Логотип программного обеспечения Quantum ESPRESSO
Разработчики)Основа Quantum ESPRESSO (QEF)[1]
Стабильный выпуск
6.6 / 5 августа 2020 г.; 3 месяца назад (2020-08-05)
Репозиторийgitlab.com/QEF/q-e
Написано вФортран, C
Операционная системаLinux
ЛицензияСтандартная общественная лицензия GNU
Интернет сайтQuantum-espresso.org

Квантовый ЭСПРЕССО это пакет для расчетов электронных структур и моделирования материалов из первых принципов, распространяется бесплатно и как свободное программное обеспечение под Стандартная общественная лицензия GNU. Он основан на теория функционала плотности, плоская волна базисные наборы, и псевдопотенциалы (как нормотворческие, так и ультрамягкие). ESPRESSO - это аббревиатура от Пакет opEn-Source для исследований в области электронной структуры, моделирования и оптимизации.[2][3]

Ядро плоская волна Функции DFT QE предоставляются компонентом PWscf, ранее PWscf существовал как независимый проект. PWscf (Самосогласованное поле плоской волны) представляет собой набор программ для электронная структура расчеты в теория функционала плотности и теория возмущений функционала плотности, с помощью плоская волна базисные наборы и псевдопотенциалы. Программное обеспечение выпущено под Стандартная общественная лицензия GNU.

Последняя версия QE-6.6 была выпущена 5 августа 2020 года.

Проект Quantum ESPRESSO

Quantum ESPRESSO - это открытая инициатива Национального центра моделирования CNR-IOM DEMOCRITOS в Триесте (Италия) и его партнеров в сотрудничестве с различными центрами по всему миру, такими как Массачусетский технологический институт, Принстонский университет, Университет Миннесоты или Федеральная политехническая школа Лозанны. Проект координируется фондом QUANTUM ESPRESSO, который образован многими исследовательскими центрами и группами по всему миру. Первая версия называлась pw.1.0.0, Выпущена 15.06.2001.

Программа, написанная в основном на Фортран-90 с некоторыми частями в C или в Fortran-77, был построен в результате слияния и реинжиниринга различных независимо разработанных базовых пакетов, плюс набор пакетов, предназначенных для взаимодействия с основными компонентами, что позволяет выполнять более сложные задачи.

Базовые пакеты включают Pwscf[4] которое решает самосогласованные уравнения Кона и Шэма, полученные для периодического твердого тела, CP провести молекулярную динамику Кар-Парринелло, и PostProc, что позволяет анализировать данные и строить графики. Что касается дополнительных пакетов, стоит отметить атомный для генерации псевдопотенциала, Пакет PHonon, ВтОн реализует теорию возмущений функционала плотности (DFPT) для вычисления производных второго и третьего порядка энергии по атомным смещениям и NEB: для расчета путей реакции и энергетических барьеров.

Целевые проблемы

Различные задачи, которые могут быть выполнены, включают:

  • Расчеты основного состояния
  • Структурная оптимизация
  • Переходные состояния и пути с минимальной энергией
  • Свойства отклика (DFPT), такие как фононные частоты, электрон-фононные взаимодействия и EPR и ЯМР химические сдвиги
  • AB initio Молекулярная динамика: Car-Parrinello и Борн-Оппенгеймер, доктор медицины
  • Спектроскопические свойства[5][6]
  • Квантовый импорт
  • Генерация псевдопотенциалов

Распараллеливание

Основные компоненты дистрибутива QUANTUM ESPRESSO предназначены для использования архитектуры современных суперкомпьютеров, характеризующейся множеством уровней и уровней межпроцессорной связи. Распараллеливание достигается с использованием как MPI и OpenMP распараллеливание, позволяющее основным кодам дистрибутива работать параллельно на большинстве или на всех параллельных машинах с очень хорошей производительностью.

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ «Фонд Quantum ESPRESSO - дом Фонда Quantum ESPRESSO».
  2. ^ Паоло Джаноцци; Стефано Барони; Никола Бонини; Маттео Каландра; Роберто Кар; Карло Каваццони; Давиде Черезоли; Гвидо Л Кьяротти; Маттео Кокоччони; Исмаила Дабо; Андреа Даль Корсо; Стефано де Жиронколи; Стефано Фабрис; Гвидо Фратеси; Ральф Гебауэр; Уве Герстманн; Христос Гугусси; Антон Кокаль; Мишель Лаззери; Лейла Мартин-Самос; Никола Марцари; Франческо Маури; Риккардо Маццарелло; Стефано Паолини; Альфредо Паскарелло; Лоренцо Паулатто; Карло Сбраччиа; Сандро Скандоло; Габриэле Склаузеро; Ари П. Зейтсонен; Александр Смогунов; Паоло Умари и Рената М. Венцкович (2009). «QUANTUM ESPRESSO: модульный проект с открытым исходным кодом для квантового моделирования материалов». Журнал физики: конденсированное вещество. 21 (39): 395502. arXiv:0906.2569. Bibcode:2009JPCM ... 21M5502G. Дои:10.1088/0953-8984/21/39/395502. PMID  21832390.
  3. ^ П. Джаноцци; О. Андреусси; Т. Брюмме; О. Бунау; М. Буонджорно Нарделли; М. Каландра; R. Car; К. Каваццони; Д. Черезоли; М. Кокоччони; Н. Колонна; И. Карнимео; А. Даль Корсо; С. де Жиронколи; П. Делугас; R. A. DiStasio Jr .; А. Ферретти; А. Флорис; Г. Фратеси; Г. Фугалло; Р. Гебауэр; У. Герстманн; Ф. Джустино; Т. Горни; Дж. Цзя; М. Кавамура; Х.-Й. Ко; А. Кокаль; Э. Кючюкбенли; М. Лаззери; М. Марсили; Н. Марзари; Ф. Маури; Н. Л. Нгуен; H.-V. Нгуен; А. Отеро-де-ла-Роза; Л. Паулатто; С. Понсе; Д. Рокка; Р. Сабатини; Б. Сантра; М. Шлипф; А. П. Зейтсонен; А. Смогунов; И. Тимров; Т. Тонхаузер; П. Умари; Н. Васт; X. Ву и С. Барони (2017). «Расширенные возможности моделирования материалов с помощью Quantum ESPRESSO». Журнал физики: конденсированное вещество. 29 (46): 465901. arXiv:1709.10010. Bibcode:2017JPCM ... 29T5901G. Дои:10.1088 / 1361-648X / aa8f79. PMID  29064822. S2CID  3950531.
  4. ^ Корсо, Андреа Даль (1996). «Программа псевдопотенциальных плоских волн (PWSCF) и некоторые тематические исследования». Квантово-механический расчет свойств кристаллических материалов из первых принципов. Конспект лекций по химии. 67. Шпрингер, Берлин, Гейдельберг. С. 155–178. Дои:10.1007/978-3-642-61478-1_10. ISBN  9783540616450.
  5. ^ Бунэу, Оана; Маттео, Каландра (2013). «Проекторно-волновой расчет спектров поглощения рентгеновского излучения на L 2, 3 кромках». Физический обзор B. 87 (20): 205105. arXiv:1304.6251. Bibcode:2013ПхРвБ..87т5105Б. Дои:10.1103 / PhysRevB.87.205105. S2CID  52199435.
  6. ^ Гугусси, Христос; Каландра, Маттео; Seitsonen, Ari P .; Маури, Франческо (2009). «Первопринципные расчеты поглощения рентгеновского излучения в сверхмягкой схеме псевдопотенциалов: от $ alpha $ -кварца до высокотемпературных $ _c $ соединений». Phys. Ред. B. 80 (7). Дои:10.1103 / PhysRevB.80.075102.

внешние ссылки