stringtranslate.com

Квантовый ЭСПРЕССО

Quantum ESPRESSO — это набор для первопринципных расчетов электронной структуры и моделирования материалов, распространяемый бесплатно и как свободное программное обеспечение по лицензии GNU General Public License . Он основан на теории функционала плотности , базисных наборах плоских волн и псевдопотенциалах (как сохраняющих норму, так и ультрамягких). ESPRESSO — это аббревиатура от opEn-Source Package for Research in Electronic Structure, Simulation, and Optimization . [2] [3]

Основные функции DFT плоской волны QE предоставляются компонентом PWscf (PWscf ранее существовал как независимый проект). PWscf ( Plane-Wave Self-Consistent Field ) — это набор программ для расчетов электронной структуры в рамках теории функционала плотности и теории возмущений функционала плотности с использованием базисных наборов плоских волн и псевдопотенциалов . Программное обеспечение выпущено под лицензией GNU General Public License .

Последняя версия QE-7.3 была выпущена 15 декабря 2023 года.

Проект Квантовый ЭСПРЕССО

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 MIT , Принстонский университет , Университет Миннесоты и Федеральная политехническая школа Лозанны . Проект координируется фондом QUANTUM ESPRESSO, который был сформирован многими исследовательскими центрами и группами по всему миру. Первая версия, названная pw.1.0.0 , была выпущена 15-06-2001.

Программа написана в основном на языке Fortran-90 с некоторыми частями на C или Fortran-77. Она состоит из набора основных компонентов, набора плагинов для расширенных задач и набора сторонних пакетов.

Базовые пакеты включают Pwscf [4] , который решает самосогласованные уравнения Кона-Шэма , полученные для периодического твердого тела, CP для проведения молекулярной динамики Кар-Парринелло и PostProc , который позволяет анализировать данные и строить графики. Заслуживающие внимания дополнительные пакеты включают atomic для генерации псевдопотенциала, PHonon для теории возмущений функционала плотности (DFPT) и расчета производных второго и третьего порядка энергии относительно атомных смещений, и NEB (подталкиваемая эластичная полоса) для расчета путей реакции и энергетических барьеров.

Целевые проблемы

Различные задачи, которые могут быть выполнены, включают в себя:

Распараллеливание

Основные компоненты дистрибутива Quantum ESPRESSO разработаны для использования архитектуры современных суперкомпьютеров, которые характеризуются многоуровневой и многослойной межпроцессорной связью. Распараллеливание достигается с использованием как MPI, так и OpenMP , что позволяет основным кодам дистрибутива работать параллельно на большинстве или всех параллельных машинах с очень хорошей производительностью.

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ «Фонд Quantum ESPRESSO — Дом Фонда Quantum ESPRESSO».
  2. ^ Паоло Джанноцци; 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 Фратези; Ральф Гебауэр; Уве Герстманн; Христос Гугуссис; Антон Кокаль; Мишель Лаццери; Лейла Мартин-Самос; Никола Марзари; Франческо Маури; Риккардо Маццарелло; Стефано Паолини; Альфредо Паскарелло; Лоренцо Паулатто; Карло Сбрачча; Сандро Скандоло; Габриэле Слаузеро; Ари П. Сейтсонен; Александр Смогунов; Паоло Умари и Рената М Венцкович (2009). "QUANTUM ESPRESSO: модульный и открытый программный проект для квантового моделирования материалов". Журнал физики: конденсированное вещество . 21 (39): 395502. arXiv : 0906.2569 . Bibcode : 2009JPCM...21M5502G. doi : 10.1088/0953 -8984/21/39/395502. PMID  21832390. S2CID  5846317.
  3. ^ П. Джанноцци; О. Андреусси; Т. Брумме; О. Бунау; М. Буонджорно Нарделли; М. Каландра; Р. Автомобиль; К. Каваццони; Д. Церезоли; М. Кокоччони; Н. Колонна; И. Карнимео; А. Даль Корсо; С. де Жиронколи; П. Делугас; Р. А. ДиСтасио младший; А. Ферретти; А. Флорис; Г. Фратези; Г. Фугалло; Р. Гебауэр; У. Герстманн; Ф. Джустино; Т. Горни; Дж. Цзя; М. Кавамура; Х.-Ю. Ко; А. Кокаль; Э. Кючукбенли; М. Лаццери; М. Марсили; Н. Марзари; Ф. Маури; Н.Л. Нгуен; Х.-В. Нгуен; А. Отеро-де-ла-Роза; Л. Паулатто; С. Понсе; Д. Рокка; Р. Сабатини; Б. Сантра; М. Шлипф; А.П. Сейтсонен; А. Смогунов; И. Тимров; Т. Тонхаузер; П. Умари; Н. Васт; X. Ву и С. Барони (2017). «Расширенные возможности моделирования материалов с помощью Quantum ESPRESSO». Физический журнал: конденсированное вещество . 29 (46): 465901. arXiv : 1709.10010 . Бибкод : 2017JPCM...29T5901G. дои : 10.1088/1361-648X/aa8f79. PMID  29064822. S2CID  3950531.
  4. ^ Corso, Andrea Dal (1996). "Программа псевдопотенциальных плоских волн (PWSCF) и некоторые практические примеры". Квантово-механический ab-initio расчет свойств кристаллических материалов . Lecture Notes in Chemistry. Vol. 67. Springer, Berlin, Heidelberg. pp. 155–178. doi :10.1007/978-3-642-61478-1_10. ISBN 9783540616450.
  5. ^ Бунау, Оана; Маттео, Каландра (2013). "Расчет проекционной волны с дополнениями для спектров поглощения рентгеновских лучей на краях L 2, 3". Physical Review B . 87 (20): 205105. arXiv : 1304.6251 . Bibcode :2013PhRvB..87t5105B. doi :10.1103/PhysRevB.87.205105. S2CID  52199435.
  6. ^ Гугуссис, Христос; Каландра, Маттео; Сейтсонен, Ари П.; Маури, Франческо (2009). «Расчеты поглощения рентгеновских лучей из первых принципов в схеме ультрамягких псевдопотенциалов: от $\alpha$-кварца до соединений с высокой T$_c$». Phys. Rev. B. 80 ( 7): 075102. doi :10.1103/PhysRevB.80.075102.

Внешние ссылки