Kvantové ESPRESSO - Quantum ESPRESSO

Kvantové ESPRESSO
Logo softwaru Quantum ESPRESSO
VývojářiQuantum ESPRESSO Foundation (QEF)[1]
Stabilní uvolnění
6.6 / 5. srpna 2020; před 3 měsíci (2020-08-05)
Úložištěgitlab.com/QEF/q-e
NapsánoFortran, C
Operační systémLinux
LicenceGNU General Public License
webová stránkaquantum-espresso.org

Kvantové ESPRESSO je sada pro výpočty elektronické struktury a modelování materiálů prvního principu, distribuovaná zdarma a podobně svobodný software pod GNU General Public License. Je to založeno na teorie hustoty a funkce, rovinná vlna základní sady, a pseudopotenciály (normálně konzervativní i velmi měkké). ESPRESSO je zkratka pro balíček opEn-Source pro výzkum v oblasti elektronické struktury, simulace a optimalizace.[2][3]

Jádro rovinná vlna DFT funkce QE poskytuje součást PWscf, PWscf dříve existovala jako nezávislý projekt. PWscf (Rovinné vlny Samokonzistentní pole) je sada programů pro elektronická struktura výpočty uvnitř hustota funkční teorie a teorie hustoty funkčních poruch, použitím rovinná vlna základní sady a pseudopotenciály. Tento software je vydán pod GNU General Public License.

Nejnovější verze QE-6.6 byla vydána 5. srpna 2020.

Projekt Quantum ESPRESSO

Quantum ESPRESSO je otevřená iniciativa Národního simulačního centra CNR-IOM DEMOCRITOS v italském Terstu a jeho partnerů ve spolupráci s různými středisky po celém světě, jako je MIT, Princetonská univerzita, University of Minnesota nebo Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne. Projekt koordinuje nadace QUANTUM ESPRESSO, kterou tvoří mnoho výzkumných center a skupin po celém světě. Volala první verze str. 1.0.0, byl vydán 15. 6. 2001.

Program, napsaný hlavně v Fortran-90 s některými částmi v C nebo ve Fortran-77, byl postaven na základě slučování a přepracování různých nezávisle vyvinutých základních balíčků plus sady balíčků navržených tak, aby byly interoperabilní s hlavními součástmi, které umožňují výkon pokročilejších úkolů.

Mezi základní balíčky patří Pwscf[4] který řeší soběstačné Kohnovy a Shamovy rovnice, získané pro periodické těleso, CP provádět molekulární dynamiku Car-Parrinello a PostProc, který umožňuje analýzu a vykreslování dat. Pokud jde o další balíčky, je třeba poznamenat atomový pro pseudopotenciální generaci, Balíček PHonon, wkterý implementuje teorii poruch hustoty a funkčnosti (DFPT) pro výpočet derivátů energie druhého a třetího řádu s ohledem na atomové posuny a NEB: pro výpočet reakčních drah a energetických bariér.

Zaměřte se na problémy

Mezi různé úkoly, které lze provést, patří

  • Výpočty základního stavu
  • Strukturální optimalizace
  • Přechodové stavy a minimální energetické cesty
  • Vlastnosti odezvy (DFPT), jako jsou frekvence fononů, interakce elektron-fonon a EPR a NMR chemické směny
  • AB initio Molecular Dynamics: Car-Parrinello a Born-Oppenheimer MD
  • Spektroskopické vlastnosti[5][6]
  • Kvantový import
  • Generování pseudopotenciálů

Paralelizace

Hlavní komponenty distribuce QUANTUM ESPRESSO jsou navrženy tak, aby využívaly architekturu dnešních superpočítačů charakterizovaných několika úrovněmi a vrstvami meziprocesorové komunikace. Paralelizace je dosažena pomocí obou MPI a OpenMP paralelizace, což umožňuje paralelní běh hlavních kódů distribuce na většině nebo všech paralelních strojích s velmi dobrým výkonem.

Viz také

Reference

  1. ^ „Quantum ESPRESSO Foundation - Domov nadace Quantum ESPRESSO Foundation“.
  2. ^ Paolo Giannozzi; Stefano Baroni; Nicola Bonini; Matteo Calandra; Roberto Car; Carlo Cavazzoni; Davide Ceresoli; Guido L Chiarotti; Matteo Cococcioni; Ismaila Dabo; Andrea Dal Corso; Stefano de Gironcoli; Stefano Fabris; Guido Fratesi; Ralph Gebauer; Uwe Gerstmann; Christos Gougoussis; Anton Kokalj; Michele Lazzeri; Layla Martin-Samos; Nicola Marzari; Francesco Mauri; Riccardo Mazzarello; Stefano Paolini; Alfredo Pasquarello; Lorenzo Paulatto; Carlo Sbraccia; Sandro Scandolo; Gabriele Sclauzero; Ari P Seitsonen; Alexander Smogunov; Paolo Umari & Renata M. Wentzcovitch (2009). „QUANTUM ESPRESSO: modulární a open-source softwarový projekt pro kvantové simulace materiálů“. Journal of Physics: Condensed Matter. 21 (39): 395502. arXiv:0906.2569. Bibcode:2009JPCM ... 21M5502G. doi:10.1088/0953-8984/21/39/395502. PMID  21832390.
  3. ^ P. Giannozzi; O. Andreussi; T. Brumme; O. Bunau; M. Buongiorno Nardelli; M. Calandra; R. Car; C. Cavazzoni; D. Ceresoli; M. Cococcioni; N. Colonna; I. Carnimeo; A. Dal Corso; S. de Gironcoli; P. Delugas; R. A. DiStasio ml .; A. Ferretti; A. Floris; G. Fratesi; G. Fugallo; R. Gebauer; U. Gerstmann; F. Giustino; T. Gorni; J. Jia; M. Kawamura; H.-Y. Ko; A. Kokalj; E. Küçükbenli; M. Lazzeri; M. Marsili; N. Marzari; F. Mauri; N.L. Nguyen; H.-V. Nguyen; A. Otero-de-la-Roza; L. Paulatto; S. Poncé; D. Rocca; R. Sabatini; B. Santra; M. Schlipf; A. P. Seitsonen; A. Smogunov; I. Timrov; T. Thonhauser; P. Umari; N. Vast; X. Wu & S.Baroni (2017). "Pokročilé funkce pro modelování materiálů s Quantum ESPRESSO". Journal of Physics: Condensed Matter. 29 (46): 465901. arXiv:1709.10010. Bibcode:2017JPCM ... 29T5901G. doi:10.1088 / 1361-648X / aa8f79. PMID  29064822. S2CID  3950531.
  4. ^ Corso, Andrea Dal (1996). "Program pseudopotenciálních rovinných vln (PWSCF) a některé případové studie". Kvantově-mechanický výpočet Ab-initio vlastností krystalických materiálů. Přednášky z chemie. 67. Springer, Berlín, Heidelberg. 155–178. doi:10.1007/978-3-642-61478-1_10. ISBN  9783540616450.
  5. ^ Bunău, Oana; Matteo, Calandra (2013). "Projektor rozšířil výpočet vln rentgenových absorpčních spekter na hranách L 2, 3". Fyzický přehled B. 87 (20): 205105. arXiv:1304.6251. Bibcode:2013PhRvB..87t5105B. doi:10.1103 / PhysRevB.87.205105. S2CID  52199435.
  6. ^ Gougoussis, Christos; Calandra, Matteo; Seitsonen, Ari P .; Mauri, Francesco (2009). „Výpočty absorpce rentgenových paprsků v ultrazvukovém pseudopotenciálním schématu: od $ alpha $ -quartz po sloučeniny s vysokým T $ _c $. Phys. Rev. B. 80 (7). doi:10.1103 / PhysRevB.80.075102.

externí odkazy