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《量子化学软件基础》习题（2）
2. 分别在 BDF、ORCA和Gaussian中使用对称性、不使用对称性计算C60分子，比较计算效率和结果。 【小编注：HF优化结构仅为练习使用，实际计算中一般用DFT方法】 (2) 产生MP2 自然轨道的输入文件如下。 此处TDDFT关键词只是借用其积分变换功能，产生分子轨道积分供后续MP2使用，并非真的进行TDDFT计算。 ② ORCA的输入文件： !RHF MP2 cc-pVTZ ! 由于MP2波函数不是变分的，两种密度是有差别的。弛豫密度考虑了轨道响应，一般用于计算MP2偶极矩、解析导数等。但若将这种密度用于生成自然轨道，会出现轨道占据数超出[0,2]的无物理意义情形。 ，但在计算时是以C(2h)来计算的，因此提高计算效率的程度不如BDF；ORCA也可以识别到I(h)点群，但在实际计算过程中并没有使用对称性降低计算量，因此计算效率并没有提高。
1.4K20编辑于 2022-12-07 - 来自专栏量子化学
计算强相关体系的量子化学新方法
量子化学方法已广泛应用于计算各类分子的电子结构。 发展能够处理具有较大活性空间的强相关体系的电子结构方法是量子化学领域一个挑战性课题。 GVB波函数中，使用2个轨道来描述局域在一根单键的一对电子，因而能够描述体系中单键的正确解离，是适合强相关体系的理想参考波函数。 在本文的GVB-BCCC方法中，描述每对电子的2个轨道，自动定义了“轨道块”，通过块相关耦合簇的簇算符，有效地考虑了块内和块-块之间的电子相关，从而可获得静态电子相关的高精度描述。 完善的GVB-BCCC方法可望定量描述静态和动态电子相关效应，成为一种适合强相关体系的高精度量子化学计算方法。 ? 这一成果发表在美国化学会旗下物理化学领域的学术期刊J. Phys. Chem.
1.4K10发布于 2020-11-05 - 来自专栏量子化学
量子化学软件Amesp简介
软件简介 Atomic and molecular electronic structure program (Amesp)是由张英峰独立开发的一款GTO框架的闭源免费的量子化学软件，软件由Fortran (5) 加速计算的方法： 使用 RI 近似和 chain of spheres exchange (COSX) 近似加速SCF、MP2以及激发态计算，其中RIJ和COSX支持到二阶解析导数。 (10) 其他： 极化率，电荷转移积分，Mayer能量分解方法，DFT-D2和DFT-D3，Basis Set Superposition Error (BSSE)，定域化轨道计算等。 可以对其他支持一阶解析导数计算的方法使用数值方法进行计算，计算谐振频率以及相关的热力学量，解析二阶导数也可用于几何结构优化。 2. method1 method2 method3...” 这一行确定方法、基组以及计算方法等，“!”与关键词之间要空一格。每一个功能模块>block需要以“>” 作为开始，并且以“end”作为结束标志。
1.2K10编辑于 2023-09-03 - 来自专栏新智元
【重磅】谷歌量子计算在量子化学领域取得实质突破
量子化学是量子计算有望大幅加速的领域之一，该研究简化了预编译过程，为传统量子算法难以解决的复杂分子可变量子模拟（计算）提供了希望。新智元第一时间编译整理，介绍这项技术进步。 量子化学是量子计算能够提供大幅度加速的一个有前途的领域。由于简化了预编程过程，该研究在技术上有不错的进步，能够更快计算出很多复杂的量子化学问题。 量子计算在量子化学领域取得实质突破 （文／Ryan Babbush）量子计算最广阔的一个应用前景，就是能够高效地建立自然界的量子系统，而这对于传统计算机而言是极其困难的。 例如，精确计算甲烷（CH4）的能量需要1秒钟，但是计算乙烷（C2H6）的能量就需要10分钟，而丙烷（C3H8）则需要10天。 在使用相位估值算法（属于量子化学的传统量子算法）时，实验结果不怎么理想，因为耗费大量资源，计算只能进行一小步，无法达到化学精度。
1.6K60发布于 2018-03-27 - 来自专栏量子化学
《量子化学软件基础》习题（5）——BDF和ORCA中的CASSCF计算
题目：对配合物[Fe(H2O)6]2+在CASSCF(6,5)/def2-SVP水平计算能量最低的单态、三态、五重态能量。 计算收敛后的轨道图如下： 图1 [Fe(H2O)6]2+选进活性空间的轨道 最后得到的单重态、三重态和五重态的能量和组态信息如下： 组态信息中的u代表的是自旋向上的单电子。 表1 使用BDF计算[Fe(H2O)6] 2+得到的能量(in Hartree) 使用ORCA： ① 做ROHF计算，构造初始猜测轨道： ! ROHF def2-svp pal8 *xyzfile 2 5 fe.xyz ＃附录给的坐标 将计算产生的.gbw文件转换成molden，找出要选进活性空间的5条3d轨道及其编号。 图2 [Fe(H2O)6]2+CASSCF计算想要选进活性空间的轨道 ② State averaged CASSCF计算的输入文件为： !def2-svp pal8 !
2K10编辑于 2022-12-07 - 来自专栏量子化学
《量子化学软件基础》习题（6）——苯、丁二烯分子的CASSCF计算
（2）在CASSCF/cc-pVTZ水平使用对称性计算这些分子的基态。 使用BDF： ① 使用iCAS方法寻找活性空间初始猜测轨道。 2C|2P0 3C|2P0 4C|2P0 5C|2P0 6C|2P0 $end 本次计算苯用的对称性为D(2h)，其８个不可约表示在BDF中的顺序依次为Ag,B1g,B3g,B2g,Au,B1u,B3u 以上计算得到的能量数据如表2所示： 表2 使用ORCA得到的RHF与CASSCF能量(in Hartree) ② 使用MP2的自然轨道作为初猜时： 构造苯分子MP2自然轨道的计算文件为： ! 将计算产生的.mp2nat文件转换成molden文件，可以看到苯的π轨道为19-24（轨道顺序从1开始），如图5所示；丁二烯的π轨道为14-17，如图6所示。 图5 苯的初始猜测活性轨道 图6 丁二烯的初始猜测活性轨道 因此，使用MP2自然轨道作为CASSCF计算的初始猜测，对于这两个体系都不需要调整轨道。 苯的CAS(6,6)计算的输入文件： !
2.1K10编辑于 2022-12-07 - 来自专栏机器之心
大规模实用化量子化学计算曙光显现，ByteDance Research开源工具集ByteQC
摘要 在大规模体系中应用量子化学算法需要大量的计算资源，并且计算资源的需求随着体系规模和所需精度的提高而增长。 引入高效计算库 张量缩并是量子化学计算的主要热点之一，为此作者团队引入了 NVIDIA 提供的高效张量计算库 cuTENSR/cuTENSORMG。该计算库在最小占用显存的前提下高效计算张量缩并。 2. 高效实现复杂计算逻辑 在周期性体系屏蔽计算中需要在 GPU 上实现高效的动态生产者 - 消费者模型，作者团队提出使用动态的 warp 特例化高效实现。 对应可以单 GPU 计算的体系规模也大幅提升： 耦合簇单、双激发（CCSD）：1,610 轨道 带微扰三重激发（CCSD (T)）：1,380 轨道 二阶 Møller-Plesset 微扰理论（MP2 ByteQC 的子模块加速比（数据点）和计算规模（虚线） 此外，结合 ByteQC 中提供的量子嵌入功能，团队在 2,753 轨道的水团簇问题和 3,929 轨道的氮化硼表面水吸附问题上均实现了 CCSD
53700编辑于 2025-03-06 - 来自专栏量子化学
离线安装量子化学软件Dalton
Dalton是一款开源免费的量子化学程序，主要特色是支持一大堆性质的计算，例如DFT下的二次响应计算（常规TDDFT计算仅是线性相应），MCSCF波函数下的核磁NMR计算等等，以及各类激发态方法。 随便算个CCSD(T)做测试 我们做一个水分子的CCSD(T)/cc-pVTZ计算，与高斯的结果进行对比。 omp 16 -ow h2o 注意高斯做电子相关计算默认冻核的，但在Dalton中则默认不是，我们需要显式地将冻核数目写出来，此例中冻结最低的1个双占据轨道（即氧原子的1s轨道），二者算出的能量方能严格对比 对于冻核不了解的小伙伴可以看《电子相关计算中的“冻核”近似》。算完后在输出文件h2o.out中找到CCSD(T)能量，与高斯算的相差1.75×10-8 a.u. 如另有特殊计算需求（使用DFT、指定泛函名称等），可自行修改dal文件内容。
2.9K40发布于 2021-09-07 - 来自专栏量子化学
《量子化学软件基础》习题（1）
【本系列文章为山东大学郭阳教授《量子化学软件基础》课程的习题报告，涉及ORCA、BDF、Gaussian等量子化学软件的使用，在此分享给大家。】 习 题 1. 比较同一物种两个同分异构体在HF、MP2以及DFT三种方法下的相对能量； 2. 测试ORCA的并行效率； 3. 比较MP2和RI-MP2的计算精度和计算效率。 1. ，计算结果汇总在表2中，将数据绘制如图2所示。 表2 不同计算核数并行计算时长及其加速比对比 图2 并行效率测试结果。 （详见《RI-MP2简介及用ORCA做RI-MP2计算》一文） 为了测试ORCA中RI-MP2的计算精度和计算效率，本文以1-庚醇为例，用cc-pVTZ和cc-pVDZ基组，分别进行MP2和RI-MP2
1.4K20编辑于 2022-12-07 - 来自专栏量子化学
量子化学进入机器学习时代
引入机器学习方法对传统量子化学计算精确度和时间的影响 目前在很多研究领域需要大量的量子化学计算，引入机器学习算法加快计算速度有着重要的意义。 2005年，作者使用基于KRR算法的机器学习方法开发了基于NDDO的半经验方法OM2。类似的工作还有使用神经网络方法改进DFTB参数。 除上述应用外，机器学习还被用于开发分子间势、改进半经验的MP2方法对二聚体相互作用能的描述、学习配分函数以获得各种热力学性质、计算模型体系中的相关能、调整自适应基组、预测RPA吸附能、提高DFT计算带隙的精度 、通过排除有问题的系统减少高通量筛选中的量子化学计算数量以及加速耦合簇和组态相互作用计算，等等。 有一点是肯定的：在可预见的未来，机器学习不会使量子化学过时。相反，机器学习和量子化学之间的相互作用正在推动计算化学家所能做的极限。
2.4K10发布于 2020-07-27 - 来自专栏量子化学
《量子化学软件基础》习题 （3）
2个分子片段计算完成后，进行整体分子的计算。 2. (1) 使用CASSCF(2, 2)计算该双自由基的三重态 先进行ROHF/cc-pVDZ计算，用该计算得到的轨道可以作为CASSCF计算的初猜轨道。 使用CASSCF(2,2)计算该双自由基的三重态，仅有一个组态，两个电子自旋相同，分占两个轨道（28，29轨道），此时的CASSCF计算相当于做ROHF计算，CASSCF和ROHF计算完全相同。 表2 C7H14双自由基开壳层三重态的能量(in Hartree) (2) 使用CASSCF(2,2)计算该双自由基的开壳层单重态 读取ROHF/cc-pVDZ三重态的轨道做初猜，BDF和ORCA的输入文件都和三重态的计算类似 ，读RHF结果做初猜进行CAS(2, 2)计算。
2.3K10编辑于 2022-12-07 - 来自专栏量子化学
《量子化学软件基础》习题（7）
，但UHF和UMP2的计算得到的势能曲线的绝对能量和FCI相差较大。 在HF和CH4分子的计算中，文献中所使用的6-31G**和6-31G*基组均为Cartesian型基函数，即，使用x2、y2、z2、xy、xz和yz等6个基函数来表示d轨道（6d）。 注意，即使是Pople开发的6-31类型基组，BDF、ORCA等量子化学程序也使用5d基函数。 iCISCF和iCIPT2的计算结果与文献中所给的FCI结果之差如图5所示。可以看到BH分子键解离过程中iCISCF计算结果（使用10-5截断波函数）与文献所给的FCI计算结果非常接近。 图5 iCISCF和iCIPT2与FCI结果比较的能量差曲线图 附录 表1 BH分子相关计算中与文献结果相差较大数据 (in Hartree) 表2 HF分子相关计算中与文献结果相差较大数据 (in
1.3K20编辑于 2022-12-07 - 来自专栏量子化学
《量子化学软件基础》习题（8）
1.2889385，下称REF1），使用ORCA重复文章中胞嘧啶（cytosine）的CASSCF及CASPT2计算（使用和文章相同的活性空间，CASPT2计算要注意shift的使用，必须使用对称性）。 2. 分别使用BDF和ORCA计算REF1中胞嘧啶所有态的FIC-NEVPT2能量，比较结果。 3. 分别使用BDF和ORCA计算REF1中胞嘧啶所有态的FIC-MRCISD能量，比较结果。 使用ORCA进行CASPT2(10,8) 的计算需改动上述输入文件中的casscf模块，此处以应用自然轨道（参数ActOrbs设置选项为NatOrbs，此为缺省设置）做CASPT2计算为例，可改为（下文对 REF1的结果为MS-CASPT2的结果，而最新的ORCA 5.0版本尚无此方法。故此处采用FIC-CASPT2计算，但是FIC-CASPT2和MS-CASPT2的结果会略有差别。 我们使用ORCA进行4种FIC-CASPT2计算（基于态平均CASSCF轨道），能量结果见表2。可以看到，本例中不同的CASSCF轨道处理方法会略微影响计算结果。
1.4K30编辑于 2022-12-07 - 来自专栏量子化学
《量子化学软件基础》习题（4）
根据文献中给出的RC和RC′的结构，分别使用B3LYP、BP86和HF方法计算RC和RC′对应的电子态。 解答：王斌举及其合作者在文章中使用了QM/MM方法，本次练习只计算文章中的QM部分。 图2 组氨酸结构 图3 天冬氨酸结构 图4 High-spin state 本次计算需要用Broken Symmetry DFT方法，我们首先使用B3LYP/def2-TZVP计算体系 RC 和 UKS B3LYP def2-TZVP %pal nprocs 16 end *xyzfile 1 12 RC1.xyz RC FlipSpin: ! UKS B3LYP def2-TZVP ! UKS B3LYP def2-TZVP %pal nprocs 16 end *xyzfile 1 12 RC2.xyz RC′ Flipspin: ! UKS B3LYP def2-TZVP ! 由上表可知，在使用BP86计算时，RC’可以收敛到图1所示电子态，但是RC中两个Fe原子的自旋布居无法和图1一致，RC最终的波函数并不是我们想要的电子态。使用HF计算可以得到目标态。
70420编辑于 2022-12-07 - 来自专栏量子化学
量子化学程序OpenMolcas的简易安装
本公众号之前发过《离线编译OpenMolcas+QCMaquis》一文，成功安装后可进行DMRG-NEVPT2和DMRG-PDFT计算。 笔者发现有的小伙伴不需要做DMRG计算，只想用OpenMolcas中最核心、最特色的功能——CASSCF、CASPT2、ic-MRCISD和MC-PDFT方法，则安装过程可以大大简化。 2. fch2inporb能自动识别fch文件中是RHF/ROHF/UHF哪种类型的计算并在.input文件中写入合适的关键词，不需要自己写input文件。 -.input >MnO4-.out 2>&1 &） 可以在输出文件中看到2圈即收敛，能量与高斯一样 ?
5.6K30发布于 2021-08-10 - 来自专栏量子化学
量子化学家的学术谱系
本文仅关注理论和计算化学的大师，例如我们输入当世理论化学大师Martin Head-Gordon 选中搜索框自动识别出的人，点击进入，可以发现其学术谱系极其庞大，需要左右拖动网页挺久才能看完 网站上显示 若这些人再往上追溯两三代，基本都是20世纪物理学风起云涌年代的关键历史人物（量子化学本就是运用量子力学知识解决化学问题，早期量子化学家基本都师从理论物理学家）。 说几个我看得懂的：量子蒙特卡洛，量子计算。这位大佬在2016年因不满美国大选和特朗普当选总统，从美国的哈佛大学离开跳槽前往加拿大的多伦多大学。。。 pid=50277&fontsize=1&pnodecount=4&cnodecount=2 Mark S. pid=50279&fontsize=1&pnodecount=4&cnodecount=2 Rodney J.
1.8K20发布于 2021-09-28 - 来自专栏WOLFRAM
Wolfram|Alpha 量子化学分步解答系列
在完成了化学反应、溶液、结构和键合之后，我们用量子化学来结束循序渐进的化学系列。 量子化学是将量子力学应用于原子和分子以了解其特性的方法。 您是否曾经想过，为什么周期表是这样构成的？ 使用所描述的Wolfram | Alpha工具测试您的问题解决能力，以解决量子化学上的这些单词问题。答案将在本文结尾处提供！ 1.使用轨道图预测P3-阴离子的电子构型。 2. 此外，还记得Wolfram | Alpha计算分子中的所有氧化数。注意，“氢氧化态氢化铝锂”实际上返回氢（H2）和氢化铝锂的结果。 ? 2. SF6中中心原子的轨道杂化是什么？ 磷三阴离子的电子构型为3s2 3p6。 ? 2. Trinity测试发布了5.5 x 1026 MeV。什么质量等于该能量？ 可以使用质量能量等效计算器来解决此问题，但是现在必须传递能量而不是质量。 ? 我们希望您喜欢阅读分布化学系列，并且我们对化学反应、溶液、结构和键合的评论以及今天的量子化学文章对您的研究很有帮助。
1.1K30发布于 2020-06-24 - 来自专栏机器学习、深度学习
CNN光流计算2
Optical Flow Estimation with Deep Networks CVPR2017 Code: https://github.com/lmb-freiburg/flownet2 改进主要有三点： 1） 在训练层面，数据库的训练的顺序很重要 the schedule of presenting data during training is very important 2）
1.6K30发布于 2019-05-26 - 来自专栏xingoo, 一个梦想做发明家的程序员
云计算学习2
4 网络加密 V** virtual private network 虚拟个人网络：长连接和加密 L2TP(layer 2 tunneling protocol) 二层隧道协议 VPLS( 缺点 1 管理成本高昂 2 安全隐患 3 网络复杂性 SSL secure socket layer加密套接字协议。 优点： 1 简介的部署模式，浏览器大多自带ssl功能 2 精细的访问控制，只有授权的用户才能访问特定的内部网络资源 3 防火墙穿越，由于工作在传输层之上，因此能够遍历所有防火墙和NAT设备 定义了传输数据的方式 SSL V**类型 1 零客户端模式 2 瘦客户端模式 3 隧道模式 5 可靠地网络通道 标准的QOS流程：流量识别、流量标记、流量处理 流量识别 4 完成链路终结动作 FCOE设备 1 ENode 终结流量的设备 2 FCF 转发流量的设备 FCOE的演化 1 纯以太网模式 2 FIP snooping模式：监听
1.4K80发布于 2018-01-17 - 来自专栏云深之无迹
为什么计算等效噪声带宽计算时有π2
不知道有没有人发现，一开始的文章里面我计算带宽的时候是有带宽要乘 π/2”，其实是“等效噪声带宽 (Noise BandWidth, NBW)” 的核心概念。 在文档里，增益级写的 NBW = 4 MHz × π/2 ≈ 6.3 MHz，就是这个公式来的；同理，buffer 带宽 70 MHz → NBW = 70 × π/2 ≈ 110 MHz；ADC 内部的数字滤波 黄色矩形 理想低通，截止在 ，积分面积 = 1.0（归一化计算）。 绿色面积 一阶 RC 的积分面积 ≈ 1.375（数值计算结果）。 理论值 解析解 = ，比理想低通大 **57%**。 NBW 都写成“带宽 × π/2”。 H_RC = 1 / (1 + f**2) # 积分计算面积 df = f[1] - f[0] area_ideal = np.sum(H_ideal) * df area_RC = np.sum(H_RC
33310编辑于 2026-01-07
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