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[Linux操作系统]Ubuntu 下安装与使用 Quantum ESPRESSO,开启高效量子力学模拟之旅|,Ubuntu Quantum ESPRESSO,Ubuntu系统下Quantum ESPRESSO的安装与使用,迈向高效量子力学模拟的指南

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在Ubuntu操作系统下安装Quantum ESPRESSO,用户可轻松开展高效的量子力学模拟。Quantum ESPRESSO是一款强大的开源软件,适用于电子结构和动力学计算。通过详细的安装步骤,用户能够快速掌握该工具,开启探索量子物理的新旅程。

本文目录导读:

  1. Ubuntu简介
  2. Quantum ESPRESSO简介
  3. 安装Quantum ESPRESSO
  4. 使用Quantum ESPRESSO

量子力学是现代物理学中至关重要的一个分支,其在材料科学、化学、生物学等领域具有广泛的应用,Quantum ESPRESSO是一款基于密度泛函理论(DFT)的开源软件包,用于执行电子结构计算和原子尺度材料模拟,本文将介绍如何在Ubuntu操作系统下安装与使用Quantum ESPRESSO,帮助读者开启高效量子力学模拟之旅。

Ubuntu简介

Ubuntu是一款基于Debian的免费、开源的操作系统,具有高度的可定制性和强大的社区支持,Ubuntu以其稳定、安全、易用的特点,在服务器、桌面和云计算领域得到了广泛应用。

Quantum ESPRESSO简介

Quantum ESPRESSO是一套基于密度泛函理论的计算软件包,用于研究材料的电子结构和动力学性质,它包含多个模块,如PWscf、Phonopy、Questaal等,可以用于计算材料的结构、电子态、动力学性质等。

安装Quantum ESPRESSO

1、安装依赖

在安装Quantum ESPRESSO之前,需要先安装一些依赖库,打开终端,执行以下命令:

sudo apt-get update
sudo apt-get install fftw3-dev libopenmpi-dev openmpi-bin

2、下载Quantum ESPRESSO源代码

从Quantum ESPRESSO的官方网站(https://www.quantum-espresso.org/)下载源代码,将下载的文件解压到指定目录。

3、编译安装

进入源代码目录,执行以下命令:

mkdir build
cd build
cmake ..
make
sudo make install

编译完成后,Quantum ESPRESSO将被安装到系统的指定目录。

使用Quantum ESPRESSO

1、基本使用方法

Quantum ESPRESSO的使用主要涉及输入文件和输出文件的编写,以下是一个简单的示例:

(1)创建一个名为input.in的输入文件,内容如下:

&control
    calculation = 'scf'
    outdir = './out'
    prefix = 'Si'
    pseudo_dir = '/path/to/pseudo'
/
&system
    ibrav = 2
    celldm(1) = 10.22
    nat = 2
    ntyp = 1
    ecutwfc = 20.0
    ecutrho = 100.0
/
ATOMIC_SPECIES
    Si 28.086  Si.pbe-nlcp
ATOMIC_POSITIONS (crystal)
    Si 0.0 0.0 0.0
    Si 0.5 0.5 0.5
/
K_POINTS (automatic)
    4 4 4 0 0 0
/

(2)运行Quantum ESPRESSO:

pw.x < input.in > output.out

(3)查看输出文件output.out,获取计算结果。

2、高级功能

Quantum ESPRESSO提供了许多高级功能,如动力学模拟、电子态计算、结构优化等,以下是一个动力学模拟的示例:

(1)创建一个名为input.in的输入文件,内容如下:

&control
    calculation = 'md'
    outdir = './out'
    prefix = 'Si'
    pseudo_dir = '/path/to/pseudo'
    nstep = 100
    dt = 0.5
/
&system
    ibrav = 2
    celldm(1) = 10.22
    nat = 2
    ntyp = 1
    ecutwfc = 20.0
    ecutrho = 100.0
    temperature = 300
    nstemp = 100
/
ATOMIC_SPECIES
    Si 28.086  Si.pbe-nlcp
ATOMIC_POSITIONS (crystal)
    Si 0.0 0.0 0.0
    Si 0.5 0.5 0.5
/
K_POINTS (automatic)
    4 4 4 0 0 0
/

(2)运行Quantum ESPRESSO:

md.x < input.in > output.out

(3)查看输出文件output.out,获取动力学模拟结果。

Ubuntu操作系统下安装与使用Quantum ESPRESSO相对简单,为广大科研工作者提供了高效的量子力学模拟工具,通过掌握Quantum ESPRESSO的基本使用方法,我们可以开展材料科学、化学、生物学等领域的研究,为我国科技创新贡献力量

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本文标签属性:

Ubuntu:ubuntu系统

Quantum ESPRESSO:Quantum ESPRESSO安装

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