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Q-Chem

最先端のアルゴリズムを採用した ab initio DFT/HFプログラムパッケージ

Q-Chem Top Image

製品概要

包括的な ab initio 量子化学パッケージです。

高速なDFT/HF計算から高レベルのポストHF相関法まで最先端の手法が採用されており、分子構造、 反応性,、振動および電子やNMRスペクトルを高い精度で予測することができます。

 

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詳しくは、こちら(Q-Chem社サイト; 英語)をご確認ください

 

主な機能・計算手法

  • Dispersion-correctedおよびdouble hybrid DFT汎関数
  • DFT, HF, 結合クラスタ法計算ための高速アルゴリズム
  • TD-DFT法による励起状態計算(構造, 振動計算)
  • 複雑なポテンシャルエネルギー面をマップするための手法
  • 強相関系のための高効率なvalence spaceモデル
  • 励起状態, 溶媒和, 電荷移動のための複数の計算手法
  • 大規模系のための有効フラグメントポテンシャルおよびQM/MM法
  • IQmol(GUI)付属(分子ビルダー, 入力ファイル生成, コンテクストヘルプ, 可視化ツール)

 

Q-Chemが選ばれる理由

  • Q-Chemは量子化学計算のほぼ全ての機能を備えたパッケージソフトウェアの一つです。量子化学研究を牽引する研究グループによって現在も活発な開発がなされています。
  • 電子積分やDFTの高度に調整されたアルゴリズムによって高速な演算が可能です。
  • 無料で可視化パッケージIQmolの利用が可能です。IQmolとは、外部計算サーバーへのジョブ投入機能を備えた分子モデリング・可視化ソフトで、シームレスにQ-Chemと連携できます。
  • Q-Chemをマルチプロセッサーで動かす際に追加のソフトウェアは必要ありません。
  • Q-Chem社による、メールや電話、オンライン(Skype)を使ったカスタマーサービスの利用が可能です。
  • 量子化学分野の最新手法を開発し続けています。社内独自の先端的な開発管理システムにより、これらの研究成果を迅速に提供することができます。

 

Q-Chem 論文の引用数の推移

引用数は増加傾向にあります。

 

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Figure. Q-Chem 論文引用数の推移

 

技術情報

 

LinuxまたはMac OSへのインストール方法

 

オンライン環境下でuniversal online installerを利用する方法(推奨)とオフライン環境下でコンプリートパッケージをダウンロードする方法の2通りの方法があります。

【オンライン環境下でuniversal online installerをダウンロードする方法(推奨)】

 

$ wget -N http://www.q-chem.com/download/qcinstall/qcinstall.sh

 Mac OSで上記のwgetが利用できない場合、curlコマンドを利用します。

$ curl http://www.q-chem.com/download/qcinstall/qcinstall.sh > qcinstall.sh

続いて、qcinstall.shのパーミッションを変更(実行権限を付与)し、実行します。

$ chmod +x qcinstall.sh

$ ./qcinstall.sh

画面の指示に従い、インストールを進めます。最後まで進めると、Q-Chem Inc.宛てに自動的にライセンス情報が送信されます。

通常、一両日程度でライセンスファイルが届きます。こちらのライセンスファイルには、最後に”.hostname”が付いています。これを取り除き(リネーム)、Q-Chemのインスト―ルディレクトリ以下にあるqcaux/license/に保存してください。

 

例. $QC/qcaux/license/qchem.license.dat  (※$QCはQ-Chemインストールディレクトリに適宜置き換えてください)

 *Q-Chem 5.2 Linux OS へのオンラインインストール手順の詳細はこちら(PDFファイル

 

【オフライン環境下でコンプリートパッケージをダウンロードする方法】

 

ダウンロードサイトの下の項目から該当するパッケージを選択し、TARファイルをダウンロードし、展開します。

$ tar xvf qc50.tar

TARファイルに含まれるqcinstall.shというインストーラーを利用し、画面上の指示に従ってください。

$ ./qcinstall.sh

インストールが完了したら、画面の指示に従い、ライセンス情報を電子メールでQ-Chem Inc.(電子メール:license@q-chem.com)宛に送付してください。通常、一両日程度でライセンスファイルが届きます。こちらのライセンスファイルには、最後に”.hostname”が付いています。これを取り除き(リネーム)、Q-Chemのインスト―ルディレクトリ以下にあるqcaux/license/に保存してください。

 

例. $QC/qcaux/license/qchem.license.dat  (※$QCはQ-Chemインストールディレクトリに適宜置き換えてください)

 

LinuxまたはMac OSでのアップデート方法

a) インストールしたQ-Chemを最新版にアップデートする場合、

$QC/qcupdate.sh

と入力してください($QCはQ-Chemインストールディレクトリに読み替えてください)。

インストーラースクリプトが自動アップデートされた場合、

$QC/qcupdate.sh

を2回実行する必要があります。

b) ライセンスデータを再作成し、データを送信する場合、

$QC/qcinstall.sh –update-lic

と入力してください。

c)Linux cronを利用することで定期的にアップデートを行うことができます。例えば、cronコマンドに次の一行を追加します。

$QC/qcupdate.sh > $QC/qcupdate.log

cron利用の詳細に関しては、システム管理者にお問い合わせください。

 

Microsoft Windowsへのインストール方法

1) Windows専用のQ-Chemインストーラーをダウンロードしてください。

2) デフォルトのインストールディレクトリは

c:\qchem\qc50

に設定されています。インストールディレクトリを変更する場合は、テキストエディタ等を用いて

qcenv_s.bat

の該当箇所を、希望するQCディレクトリパスに変更してください。

3) 次に、インストール中に生成された’QChem’ショートカットまたはQ-Chemインストールディレクトリ内のqcenv_s.batをクリックして、DOSシェルを開始します。

> qcprerun

と入力してライセンスファイル(license.data)を作成します(左側の>記号は入力不要)。もし、”path not found”のエラーメッセージが表示された場合は、qcenv_s.batにおけるQCパスが正しく設定されていない可能性があります。qcenv_s.batファイルの設定内容を確認・修正した後、再度qcprerunを実行してください。

‘qcprerun’が正常に終了しましたら、ライセンスファイルを電子メールでlicense@q-chem.com宛に送り、送付データに対応するライセンスファイルの発行申請を行ってください。

4) 1~2日程度でQ-Chem Inc.より、電子メールで認証用ライセンスファイルが届くので、こちらを所定のディレクトリ(例, QC\qcaux\license\)にコピーしてください。インストールが完了しましたら、サンプル用入力ファイルを用いてプログラムが正常に動作するか確認してください。インストール中に作成されたショートカット’QChem’からDOSシェルを開始し、次のコマンドを入力して確かめることができます。

> cd qcsamples\sp

> qc dft_b3lyp_h2o.in dft_b3lyp_h2o.out

 

更新履歴/バージョン情報

 

v5.3 主な新機能

  • meta-GGA汎関数を用いたTDDFT計算において力の定数と振動数の解析的計算
  • X線分光(XPS、XAS、XES、RIXS)シミュレーションのための手法群:delta SCF法、TDDFT法、CVS-ADC法、CVS-EOM法
  • 共鳴ラマン分光のシミュレーション
  • 原子核―電子軌道(nuclear-electronic orbital)法のスイート
  • 多体分散(many-body dispersion)のための拡張対称性適応摂動理論
  • 正則化(regularization)による軌道最適化MP2法
  • 励起状態の軌道最適化のための二乗勾配最小化法
  • EOM-CCスイートの拡張:open-shell FNO、EOM-DEA他
  • 共鳴モデリングのための手法群
  • M06-SX汎関数
  • HF-3c法の実装
  • RAS-SF法の新規スイート
  • 多くの密度汎関数およびDFT振動解析計算のNvidia製GPUによる高速化(BrianQC GPUモジュール使用)

その他、多くの改良がなされました。

詳しくは、こちら(Q-Chem社サイト)をご覧ください。

 

v5.2 主な新機能

  • Meta-GGA汎関数を用いた解析的振動計算をサポート
  • DFT振動におけるクーロン項に関するRI法を用いたHessian解析
  • DFT計算におけるpartial Hessian計算の性能向上
  • エネルギー分解法において溶媒モデルをサポート
  • Mixed precision CC法、EOM CC法において計算速度が最大二倍向上
  • ADC/CC法におけるdisk basedアルゴリズムの性能向上
  • BrianQC GPU moduleの新機能
    • GPU使用により一電子積分の計算速度が向上
    • GPU使用によるDFT交換相関(LDA、GGA、meta-GGA汎関数)計算の速度向上
    • NVIDIA’s Turing アーキテクチャを採用した新GPUをサポート

詳しくは、 こちら(Q-Chem社サイト) をご覧ください

 

v5.1 主な新機能

  • 振動解析とRIMP2グラディエント計算(OpenMP並列性能)の大幅な性能向上
  • CASSCFおよび適応サンプリング(adaptive sampling) CI法
  • 内殻電子の励起状態計算のためのCVS-EOM法
  • 新たな磁気特性
  • 非平衡PCMのためのポワソン・ソルバー
  • 励起子-フォノン結合定数(ab initio Frenkel-Davydov exciton model)
  • 新規・改良版EDA法

この他、多くの新機能・機能改良がなされています。詳しくは、こちら(Q-Chem社サイト)をご覧ください。

 

v5.0 主な新機能

  • 拡張された密度汎関数。200超の汎関数をサポート
  • 並列処理の改良.。大規模基底系のハイブリットDFTエネルギー・勾配計算を高速化する新規occ-RI-K法、DFT振動解析のOpenMPI並列対応, RI-MP2並びにクラスタ展開法の並列処理性能向上
  • 刷新された有効核ポテンシャル(ECP)ライブラリ。重元素の解析に不可欠、エネルギー、解析的勾配・振動計算において高角運動量を考慮可。精度の改良並びにOpenMP並列サポート
  • 溶媒効果並びにQM/MMの改良。CMIRS溶媒モデル利用可能、励起状態及びNMR計算における溶媒効果の考慮
  • 新たなエネルギー分解分析(EDA)法。DFTに基づく第2世代ALMO-EDA法(フラグメント間の相互作用エネルギーをfrozen, polarization, charge-transfer項に分類)、断熱EDA並びにMP2 ALMO-EDAを含む
  • 非調和解析の拡張。UM(uncoupled mode)モデル対応、非調和振動解析の新モジュールにより高精度スペクトル予測が可能
  • 新たな電子相関法、NOCI-MP2、spin-flip extensions、CCVB、CCVB-BD、Traditional CASSCF他
  • その他の改良。基底系ライブライの大幅な拡張, IQmol可視化機能改良

詳しくは、こちら(PDF)またはQ-Chem Inc. (HP)をご確認ください。

 

v4.4 主な新機能

  • OCC-RI-K アルゴリズム(エネルギー及び力の計算における厳密交換項の評価)
  • 組合せ最適化交換相関汎関数
    • wB97M-V、B97M-V、wB97X-V
  • 新規交換相関汎関数
    • MGGA_MS0、MGGA_MS1、MGGA_MS2、MGGA_MS2h、MGGA_MVS、MGGA_MVSh、PKZB、revTPSS、revTPSSh、SCAN、SCAN0、PBEsol、revPBE、revPBE0 N12、N12-SX、GAM、MN12-L、MN12-SX、MN15-L、dlDF VV10、LC-VV10 B97-K、B97-D3(0)、B97-3、tau-HCTH、tau-HCTHh SRC1-R1、SRC1-R2、SRC2-R1、SRC2-R2 B1LYP、B1PW91、MPW1K、LRC-BOP、BHH、BB1K、PW6B95、PWB6K、B2PLYP
  • ヘシアン・フリー法による最小点検証(遷移状態探索)
  • 励起子(exciton)に基づく励起状態モデル、ab initio Frenkel-Davydovモデル及びTDDFT(MI)
  • 多体展開及びXPol+SAPT(XSAPT)法の改良◯第一原理分子動力学計算の温度制御
  • QM/MM計算におけるEwald総和のための解析的エネルギー勾配計算
  • ゼオライト QM/MM 法
  • EOM-MP2法(励起/イオン化/電子付着エネルギー計算)
  • CCSD及びEOM-CCSD波動関数を用いた分極率計算
  • CC及びEOM-CC法の分散メモリ並列対応、ディスクベースアルゴリズムの性能向上
  • Maximum Overlap Method (MOM)の改良
  • 非平衡PCM法(Algebraic Diagrammatic Construction(ADC)励起状態計算における溶媒効果)
  • スピンフリップADC法

 

動作環境

 

対応OS

  • 64-bit Linux (GLIBC 2.12以上が実装されているディストリビューション)
  • 64-bit MacOS (Intel-based CPU)(El Capitan,Sierra,High Sierra,Mojave)
  • 64-bit Windows(Windows 7,Windows 10)

 

Q-Chem 配布パッケージ(version 5.3.0, 2020年6月16日)

  • Linux 64 bit shared memory parallel code
  • Linux 64 bit shared memory parallel code with BrianQC GPU support
  • macOS Intel 64 bit shared memory parallel code
  • Linux 64 Bit cluster-parallel code based on MPICH3
  • Linux 64 Bit cluster-parallel code based on OpenMPI 1.10
  • Windows qchem5.3.0-installer.exe

 

Q-Chem 配布パッケージ(version 5.2.0, 2019年6月12日)

  • Linux 64 bit shared memory parallel code
  • Linux 64 bit shared memory parallel code with BrianQC GPU support
  • macOS Intel 64 bit shared memory parallel code
  • Linux 64 bit cluster-parallel Code based on MPICH
  • Linux 64 Bit cluster-parallel code based on MPICH3
  • Linux 64 Bit cluster-parallel code based on OpenMPI 1.10
  • Windows qchem5.2.0-installer.exe

 

Q-Chem 配布パッケージ(version 5.1.0, 2018年5月2日)

  • Linux 64 bit shared memory parallel code
  • macOS Intel 64 bit shared memory parallel code
  • Linux 64 bit cluster-parallel Code based on MPICH
  • Linux 64 Bit cluster-parallel code based on MPICH3
  • Linux 64 Bit cluster-parallel code based on OpenMPI 1.10

 

Q-Chem 配布パッケージ(実行バイナリ形式; v5.0.2, 2017年6月12日)

  • Linux 64 Bit Parallel Code based on MPICH (recommended)
  • Linux 64 Bit Serial/multicore-parallel Code
  • Linux 64 Bit Parallel Code based on MPICH3
  • Linux 64 Bit Parallel Code based on OpenMPI 1.10
  • Linux 64 Bit Serial/multi-core with GPU support
  • Mac Intel OSX 64 Bit Parallel Code (Existing MPICH2 installation is required)
  • Mac Intel OSX 64 Bit Serial/multicore-parallel Code
  • Microsoft Windows

 

評価ライセンス

無償評価ライセンスをご提供可能です。

ご希望の場合、こちらのフォームから申請いただくか、営業担当までお問い合わせください。

 

価格情報

 

ライセンス料

ライセンス形態 対象機関
Q-Chem 4 cores 教育用,官公庁用
Q-Chem 8 cores 教育用,官公庁用,一般用
Q-Chem 16 cores 教育用,官公庁用,一般用
Q-Chem 32 cores 教育用,官公庁用,一般用
Q-Chem 64 cores 教育用,官公庁用,一般用
Q-Chem Unlimited cores 教育用,官公庁用,一般用

 

※各ライセンスの価格は、コア数・対象機関ごとに異なります。詳しくはお問合せ下さい。

※上記価格は単一研究グループ向けライセンスになります。サイトライセンスやスーパーコンピューターセンター向けライセンスもご提供可能です

※Linux/MacOS/Windows版とも同一価格です

※旧バージョンからアップグレードされる場合、割引が適用されます。詳しくはお問合せください。

 

ライセンス形態・認証について

Q-Chem ライセンスは、所属機関(アカデミア・官公庁・企業)と計算機のコア数によって異なります。通常、単一研究グループ向け(for single research group)のライセンスをご提案させていただいております。

Q-Chemではノードロック方式のライセンス管理が採用されており、マシン固有ID(MACアドレス)に対応したライセンスファイルを所定のディレクトリに格納することでライセンスが認証され、使用可能となります。ライセンスされたCPUコア数を超えない範囲であれば、複数のコンピュータ・クラスタへQ-Chemをインストールし使用することができます。

 

ライセンス認証の流れ

ステップ1
当社よりお客さまへ、インストーラ情報と注文番号(OrderNumber)をご連絡
ステップ2
お客さまにて、インストール実施後、当社またはQ-Chem社へマシン固有情報の連絡
ステップ3
当社またはQ-Chem社よりお客さまへライセンスファイル送付
ステップ4
お客さまにてライセンスファイルをインストールしライセンスを認証

 

QMP(Q-Chem Membership Program) 有償保守サービス

有償保守サービスQMP(Q-Chem Maintenance Plan)には、次の保守サービスが含まれます。

・新バージョンへの無償アップグレード

・テクニカルサポート

QMPサービスには, 常に最新版をご利用いただける年間契約形態 annual QMPと一括払いすることでv5.1・5.2・5.3といったバージョンアップが可能となるgenerational QMPの2形態があります。詳しくはお問合せください。

 

FAQ

FAQはこちら

公開日:2020/01/20
最終更新日:2020/06/23
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