큐켐

Q-Chem
큐켐
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개발자Q-켐, Q-켐 개발자 커뮤니티
안정적 해제
5.4.1 / 2021년 8월 16일; 7개월 전(2021-08-16)
기록 위치포트란, C, C++
운영 체제Linux, FreeBSD, Unix 및 이와 유사한 운영 체제, Microsoft Windows, Mac OS X
유형Ab initio 양자 화학, 밀도 함수 이론, QM/MM, AIMD, 계산 화학
면허증상업, 학술
웹사이트www.q-chem.com

Q-Chem은 범용 전자 구조 package[1][2][3][4]기존 및 신규 방법 중 하나는 다양한 랩탑 컴퓨터와 일반 연구실 작업대 중소 기업의 집단들과 고성능 컴퓨터 통신에서, 밀도를 사용하여 다양한 컴퓨터 아키텍처들에 큰 시스템의 빠른 계산 혁신적인 알고리즘을 사용하여 구현되는, wave-fu 기능.nction 따라다가오다그것은 통합된 그래픽 인터페이스와 입력 생성기, 전자적으로 흥분된 상태와 오픈 쉘 시스템, 용해 모델, 파동 기능 분석 도구를 포함한 다양한 기능 및 상관관계 방법을 제공한다.Q-Chem은 컴퓨터 화학[5] 커뮤니티에 서비스를 제공하는 것 외에도 다재다능한 코드 개발 플랫폼을 제공한다.

역사

Q-Chem 소프트웨어는 미국 캘리포니아주 플레전턴에 위치한 Q-Chem,[6] Inc.에서 유지·보급하고 있으며, 존 포플의 이탈(그리고 그 후의 "배닝")을 초래한 가우스 회사와 그의 제자들과 포스트닥들(가우스 라이센스 논란[7] 참조)[6][8] 사이의 의견 불일치로 1993년에 설립되었다.

Q-켐 코드의 첫 행은 당시 포플의 포스트닥이었던 피터 길(Peter Gill)이 호주의 겨울 휴가 기간(1992년 12월)에 쓴 것이다.길씨는 곧 베니 존슨(포플 대학원생)과 카를로스 곤잘레스(다른 포플레 포스트닥)가 합류했지만, 후자는 그 직후 회사를 떠났다.1993년 중반, 이전에는 포플의 학생이었으나, 당시 버클리 대학 테뉴어 트랙에 있던 마틴 헤드 고든이 성장해 가는 학술 개발 팀에 합류했다.[6][8]

Q-Chem 1.0 출시를 알리는 엽서.

첫 상용 출시에 대비해 1997년 1월 유진 플라이슈만을 마케팅 디렉터로 영입하고 URL www.q-chem.com을 취득했다.첫 상용 제품인 Q-Chem 1.0은 1997년 3월에 출시되었다.광고 엽서들은 "한 때는 불가능했던 문제는 이제 일상적인 것"이라는 자랑스러운 헤드라인으로 출시를 축하했지만, 버전 1.0은 많은 단점을 가지고 있었고, 한때는 "불가능"과 "경로"라는 단어들이 상호 교환되어야 할 것이라고 재치가 언급되기도 했다.[8]그러나 활발한 코드 개발은 계속되었고, 이듬해 Q-Chem 1.1은 다른 p에서 사용할 수 없었던 특징들(예를 들어 연속적인 고속 멀티폴 방법, J-매트릭스 엔진, COLD 프리즘 및 G96 밀도 기능)의 목록뿐만 아니라 기본적인 양자 화학적 기능의 대부분을 제공할 수 있었다.에이커지[6][8]

존슨이 떠나면서 좌절된 후, 이 회사는 더욱 분권화되었고, 전 세계 대학들에서 점점 더 증가하는 연구 그룹들과 관계를 맺고 관계를 발전시켰다.1998년 프리츠 셰퍼는 이사회에 가입하라는 초대를 수락했고, 1999년 초 가우스안과의 비경쟁적인 계약이 만료되자마자 존 포플은 이사 겸 코드 개발자로 합류했다.[6][8]

2000년에 Q-Chem은 Wavefunction Inc.와 협업을 맺었고, 이로 인해 Q-Chem이 모든 후속 버전의 스파르타 패키지에 Ab initio 엔진으로 편입되었다.Q-켐보드는 2003년 3월 안나 크릴로프와 징콩이 추가되면서 확장되었다.2012년, 존 허버트는 이사회에 가입했고 프리츠 셰퍼는 명예회원이 되었다.2018년 에브게니 에피파노프스키는 최고운영책임자로 임명되었다.이듬해, 시린 파라지가 이사회에 합류했고, 1988년부터 Q-켐 사장으로 있던 피터 길(Peter Gill)이 물러났으며, 안나 크릴로프가 새로운 사장이 되었다.현재 활동 중인 이사회는 파라지, 길(전 대통령), 허버트, 크릴로프(대통령), 힐러리 포플(존의 딸) 등으로 구성되어 있다.마틴 헤드 고든은 위원회의 과학고문으로 남아있다.[6][8]

현재 수 천개의 Q-Chem 라이선스가 사용 중이며, 2016년 연간 400개에 달했던 2.0, 3.0, 4.0 릴리즈의 인용기록에서 알 수 있듯이 Q-Chem의 사용자 기반이 확대되고 있다(그림 2 참조).[8]

그림 2. Q-Chem에 대한 인용: 2001년부터 2019년까지.

Q-Chem은 IBM World Community Grid에서 매일 약 35만 건의 계산이 수행된 하버드 클린 에너지 프로젝트와 같은 고투과 연구의 엔진으로 사용되어 왔다.[9]

그림 3.2006년 이후 Q-Chem 개발자 활동 통계.상위 차트:월별 총 코드 커밋 수(바 높이)와 기여하는 개발자 수(바 색상)하단 차트: 매월 기존 개발자와 신규 개발자를 보여주는 개발자 기반 성장.개발자 기반이 꾸준히 성장하고 있음을 알 수 있다.이 삽화에는 50명의 가장 프로페셔널한 개발자들의 총 커밋 수가 묘사되어 있으며, 전임팀 (> 2000 커밋), 핵심 개발팀 (500–2000 커밋), 비핵심 개발자 (< 500 커밋)의 기여도를 보여주고 있다.

전자 구조에 대한 혁신적인 알고리즘과 새로운 접근방식은 최첨단 과학적 발견을 가능하게 했다.사내 코드에서 주요 전자 구조 엔진으로의 이러한 전환은 수많은 과학 협력자들의 기여로 가능해졌다; Q-Chem 사업 모델은 광범위한 개발자 참여를 장려한다.Q-Chem은 그것의 장르를 오픈 팀웨어로 정의한다:[8] 그것의 소스 코드는 많은 개발자들에게 개방되어 있다.또한 일부 Q-Chem 모듈은 오픈 소스로 배포된다.[8]1992년 이후, 400년 이상의 남성(그리고 여성)이 코드 개발에 헌신했다.2019년 12월 출시한 Q-켐 5.2.2는 750만 줄의 코드로 구성돼 300여 명의 액티브 개발자의 기여도(현재 추정치는 312개)가 포함돼 있다.[6][8]그림 3을 참조하십시오.

특징들

Q-Chem은 Hartree-와 같은 일반적인 양자 화학 계산을 수행할 수 있다.Fock, 시간에 의존하는 DFT(TDDFT), Möller-Plesset 섭동 이론(MP2), 커플링 클러스터(CC), 등식-of-motion 커플링 클러스터([10][11][12]EOM-CC), 구성 상호작용(CI), 대수학 다이어그램 구축(ADC) 및 기타 첨단 전자 구조 방법을 포함하는 DFT(Density Function 이론) 및 기타 첨단 전자 구조 이론.Q-Chem은 QM/MM 기능도 포함한다.Q-Chem 4.0 이상 릴리즈에는 계층적 입력 생성기, 분자 작성기 및 일반 시각화 기능(MO, 밀도, 분자 진동, 반응 경로 등)을 포함하는 그래픽 사용자 인터페이스 IQMol이 함께 제공된다.IQMol은 앤드류 길버트(Q-Chem과 협력)가 개발하고 무료 오픈소스 소프트웨어로 배포된다.IQmol은 Qt 라이브러리를 사용하여 작성되며 OS X, Widdles, Linux를 포함한 다양한 플랫폼에서 실행할 수 있다.Q-Chem 계산을 설정, 실행, 분석할 수 있는 직관적인 환경을 제공한다.또한 널리 이용 가능한 형식화된 체크포인트 형식을 포함하여 다양한 파일 형식을 읽고 표시할 수 있다.Q-Chem 웹사이트와 사용자 설명서에 최신 기능의 전체 목록이 게시되어 있다.[6]

또한 Q-Chem은 WebMO와 인터페이스하여 스파르타의 컴퓨팅 엔진이나 CHARMM, GROMACS, NAMD, ChemShell의 백엔드로 사용된다.Jmol과 Molden과 같은 다른 인기 있는 시각화 프로그램도 사용될 수 있다.

2018년 큐켐은 GPU의 연산력을 활용한 새로운 일체형 엔진인 스트림노브레이션(StreamNovation, Ltd.)이 제작한 브라이언QC와 제휴를 맺었다.BrianQC 플러그인은 혼합 아키텍처에서 GPU를 활용함으로써 Q-Chem 계산 속도를 높인다. 이는 큰 분자와 확장된 시스템을 시뮬레이션하는 데 매우 효율적이다.브라이언QC는 높은 각운동량 궤도를 계산할 수 있는 최초의 GPU 양자화학 소프트웨어다.

지상 상태 자체 정합성 보장 필드 방법

  • 제한됨, 제한 없음, 제한 없음 및 제한됨
  • 기하학적 최적화, 고조파 주파수 분석 및 아비니시오 분자역학을 위한 분석적 첫 번째 및 두 번째 파생 모델
  • 빠른 수렴을 위한 효율적인 알고리즘
  • 다양한 추측 옵션(MOM 포함)

밀도함수이론

  • 다양한 로컬, GGA, mGA, 하이브리드, 이중 하이브리드, 분산 보정, 범위 분리 기능(에너지와 분석 1차 및 2차 파생 모델)
  • TDDFT 및 스핀-플립-TDDFT 제형(에너지, 그라데이션 및 주파수)
  • 제한된 DFT

보다 빠른 성능과 적분 계산, HF/DFT 및 다본체 방법의 축소된 확장을 위한 혁신적인 알고리즘

  • 이중기준
  • 신원확인
  • 전자-배제 통합체의 숄스키 분해
  • 연속 고속 다중 홀 방법(CFMM)
  • MrXC와의 교환-상관(Multiiresolution Exchange-상관)에 대한 빠른 수치 통합
  • 선형 스케일링 HF 교환 방법(LinK)
  • 푸리에 변환 쿨롱법(FTC)
  • 콜드 프리즘 및 J 매트릭스 엔진
  • 상관식[13] 방법의 혼합정밀 산술

포스트 하트리-포크 방식

  • MP2[14][15](RI-MP2,[16][17][18] 에너지 및 분석 구배 포함)
  • SCS, SOS-MP2, OO-MP2
  • CCD, QCISD, CCSD, OOCCD, VOOCCD
  • (T), (2), (dT) 및 (fT) 수정
  • 공진 처리용 복합 값 변종(전자 분리에 대해 측정 가능한 상태)[13]을 포함하여 개방 및 전자적으로 흥분되는 종(XX=EE, SF, IP, EA, DIP, DEA, 2SF, 에너지, 특성 및 그라데이션)[10][11][12]에 대한 엄-XX-CSD 방법
  • 코어 수준 상태 및 관련 분광기[19] 처리를 위한 DFT 및 다체 방법의 확장
  • ADC 방법
  • 흥분 상태에 대한 CIS, TDDFT, CIS(D) 및 SOS-CIS(D) 방법
  • 다양한 암묵적 용제 모델
  • Felix Plasser와 동료들이[20] 개발한 libwfa에 의한 파동함수 분석 도구

확장형 시스템의 QM/MM 및 QM/EFP 방법

  • Janus QM/MM 인터페이스
  • 연결된 원자가 없는 음양 원자 모델
  • ONIOM 모델
  • EFP 방법(유효 조각 라이브러리, CC/EOM, DFT/TDDFT 및 기타 방법 포함)[21][22][23][24]

버전 이력

Q-Chem 2.0부터 주요 릴리스 버전만 표시된다.

  • Q-켐 1.0: 1997년 3월
  • Q-켐 1.1: 1997[25]
  • Q-Chem 1.2 1998[26]
  • Q-Chem 2.0: 2000[1]
  • Q-Chem 3.0: 2006[2]
  • Q-Chem 4.0: 2012년[27] 2월
  • Q-켐 5.0: 2017년[28] 6월
  • Q-Chem 5.2.2: 2019년 12월
  • Q-Chem 5.3.2: 2020년 12월
  • Q-켐 5.4: 2021년 6월

참고 항목

참조

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외부 링크