微分量子化学软件包：微分密度泛函理论计算指南

资源摘要信息: "微分量子化学（DQC）是一个专注于微分密度泛函理论（DFT）计算的量子化学软件包。该软件包具备自动微分能力，能够进行高效的量子化学计算和导数计算，适用于计算化学和计算物理领域的研究人员和工程师。DQC使用Python编写，并利用了PySCF库的功能，支持多种量子化学计算方法。 DQC的主要特点包括： 1. 支持自动微分技术，使用户能够在量子化学计算中自动地计算能量和性质的导数。 2. 目前仅实现了基于密度泛函理论（DFT）的计算方法，这是现代量子化学中最常用的计算方法之一，主要用于解决多电子问题。 3. 软件包包含了对PySCF库的依赖，PySCF是一个广泛使用的量子化学计算软件包，支持多种计算方法和自定义模块。 在安装DQC之前，用户需要满足一定的软件依赖要求。具体要求如下： - Python版本：3.6或更高版本。 - pip版本：1.7.1或更高版本，作者使用了适用于1.8.0版本的夜间构建，但估计1.7.1版本也可以兼容。 - CMake版本：2.8或更高版本。 安装步骤如下： 1. 首先，用户需要在本地环境中安装上述要求的Python和相关工具。 2. 达到安装要求后，用户可以使用git命令从GitHub克隆DQC软件包，包括其子模块。 3. 克隆完成后，用户需要进入DQC目录，并执行子模块同步和更新命令。 4. 使用Python的pip工具进行本地安装，使得DQC可以像其他Python模块一样被导入和使用。 5. 为了安装DQC依赖的库，用户需要进入lib目录，创建并进入构建目录，并执行CMake和make命令来安装库。 在文件名称列表中，'dqc-master'表示用户将从GitHub上克隆的DQC软件包的主分支。克隆后，用户可以通过修改和构建该软件包来满足自己的计算需求。 作为DQC软件包的核心，微分密度泛函理论（DFT）是一种量子力学方法，用于计算原子、分子和固体的电子结构。DFT通过将多电子问题转化为电子密度函数的计算，极大地简化了计算复杂性，使得大规模的量子化学计算成为可能。DFT在材料科学、化学、物理学和生物学等领域有广泛的应用。 标签中提到的其他技术包括： - automatic-differentiation（自动微分）：一种数学技术，用于高效计算函数的导数。在量子化学中，自动微分技术可以用来计算能量和电子属性对原子核坐标的导数。 - computational-chemistry（计算化学）和computational-physics（计算物理）：利用计算机模拟和数值分析来研究化学和物理问题的科学领域。 - quantum-chemistry（量子化学）：应用量子力学原理来研究化学系统的学科。 - C：一种广泛使用的高级编程语言，适用于开发系统软件、应用软件以及嵌入式软件。 DQC软件包的目标是为计算化学和计算物理领域提供一种新的工具，以支持更加高效和自动化的量子化学计算。"