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Q-Chem公司成立于1993年，致力于为客户带来先进的量子化学计算方法和算法。最前沿的创新、性能和健壮性是Q-Chem的显著特征。Q-Chem软件是一个开放的团队合作研发项目，最新的5.0版本包括来自9个国家的100多个开发人员的集体贡献
1、密度泛函数功能
最完整的密度泛函，从最新的创新功能到所有经典的功能，以探索你的复杂化学。
●组合设计的泛函功能：
o Mardirossian and Head-Gordon
o B97M-V, ωB97X-V, ωB97M-V
●基于密度约束的泛函功能：
o Perdew and co-workers
o SCAN family, MS1, MS2
●最新的Minnesota泛函功能:
o MN15 and MN15-L
o 全范围的分散离差校正功能Full range of dispersion corrections:
o VdW functionals
o D3 corrections with choice of damping
●其他重要的泛函功能:
o More than 200 to choose from
2、POST HARTREE-FOCK FEATURES
●耦合聚类、等价运动和代数图解构造方法:
o 为了更好的在多核系统上的性能而重写的增强耦合集群代码。
o 在CC/EOM-CC中，RI和Cholesky分解以提高性能和获得更大的分子。
o CCSD、EOM- EE/SF/IP/EA-CCSD (canonical和RI/CD实现)的能量、梯度和性能。
o 更多特性:双光子横截面，基态和激发态极化，非绝热和自旋轨道耦合，Dyson轨道。
o 亚稳态电子态的CC/ eec -CC框架中复杂的吸收潜力:能量、梯度和Dyson轨道。
o 更大分子的近似EOM-CC方法。
o PCM和EFP为ADC和EOM- CC波函数。
o 新的ADC和EOM方法用于核电离和核激发态。
●强相关性的新方法:
o 完美的四元组和完美的六元组方法的解决强相关性问题。
o 耦合聚类价键(CCVB)和多键断裂的相关方法。
o RAS-nSF 方法。
3、兴奋状态和开放壳物种EXCITED STATES AND OPEN-SHELL SPECIES
●EOM-CC方法用于激发(EE)、电离/电子附着(IP/EA)和双自由基状态(SF, DIP)。
o 分析梯度、性能、多核并行化, RI/Cholesky 分解, 界面与PCM和有效的片段
电位方法。
●ADC系列方法(EE/SF/IP/EA)，包括ADC(2X)和ADC3。
●RI-SOS-CIS(D): N^4 Excited-State Method
●限制活跃空间双SF法的多自由基和多重键断裂。
●对强相关的物种，共线和非共线SF-DFT
●TDDFT/TDA和全TDDFT的解析梯度和Hessian打包。
●在CIS、TD-DFT和EOM-CC框架内的非绝热耦合
●EOM-CC和ADC中的自旋轨道联轴器。
●EOM-CC和ADC的非线性光学性质 (双光子吸收和极化)。
● EOM-CC, ADC, TDDFT, and CIS S的波函数分析: 自然轨道、自然跃迁轨道、激
子大小、附着-分离密度等。
4、性质分析 PROPERTY ANALYSIS
●新的第二代绝对本地化的MO能量分解分析(ALMO-EDA)。
o 片段间的相互作用能分为冻结(FRZ)、极化(POL)和电荷转移(CT)两项。
o 新的片段电响应函数模型为POL和CT提供了有效的依据。
o 新的冰冻分解将FRZ分解为分散、静电和泡利斥力。
o 新的绝热EDA将FRZ、POL、CT与可见性(如结构和振动频率)连接起来(见右图)。
●电子传递和激发能量转移功能
o CDFT导致电荷受限的状态。CDFT-CI描述了这些受约束状态之间的配置交互
o 直接耦合方法，在其1+1版本中，使用片段波函数的乘积来计算耦合。
o 分段电荷(或励磁或自旋)差分方法在特征态或多态之间计算ET和EET耦合。
o Diabatization with Boys or Edmiston-Ruedenberg localization
●非绝缘的耦合Nonadiabatic Couplings
o Analytic derivative couplings between electronic/exciton states computed within the (SF)CIS, (SF)TDDFT and the ab initio Frenkel-Davydov exciton frameworks
●快速的NMR移位互换计算(用先进的响应方程的求解器来实现)和更多。
5、反应路径，振动分析，和分子动力学
●反应路径自动锁定找到功能
o 冻结和生长的字符串方法。
o 生成一个过渡状态猜测只给出反应物和产物结构。
o Hessian-free 的过渡状态搜索，不需要初始频率计算。
●谐波和非谐波的振动频率
o 部分的Hessian计算，只需要通过扰动原子的一个子集来降低谐波频率。
o 通过振动构型相互作用、振动摄动理论或过渡优化转移Hermite (TOSH)理论。
●核量子效应和光谱功能
o 路径积分蒙特卡洛和路径积分分子动力学描述了电子和核运动与量子力学。
o PIMC和PIMD自然包括H-atom隧道和热平均。
o 在初始速度的基础上，将振动零点能量引入初始速度，用于模拟IR或光电子谱。
6、重元素的有效核心潜力EFFECTIVE CORE POTENTIALS FOR HEAVY ELEMENTS
一种新的最先进的算法，用于有效的核心潜在计算。
●任意的基函数和有效的核心势能角动量。
●能够处理任何基础和有效的核心潜力。
●支持访问 Stuttgart-Bonn lanthanide和actinide有效的核心潜力。
●高效的运算法 Efficient Algorithm
●使用新颖的筛选和递归关系。
●改进了正规的立方尺度扩展到线性扩展。
●分析梯度和Hessian
●允许更快更精确的几何优化和频率计算。
7、环境影响: 溶剂化模型EFP和QM/MM ENVIRONMENTAL EFFECTS: SOLVATION MODELS, EFP, AND QM/MM
●流行的隐式溶解模型
o SM8, SM12, SMD, COSMO, C-PCM,SS(V)PE, IEF-PCM, CMIRS, and 更多
o 本质上平滑的溶质/连续界面的离散化。
o 各向异性介质边界条件下的泊松Poisson方程求解器。
●有效的片段电位(EFP)对显式溶剂的建模Effective Fragment Potential (EFP) for Modeling Explicit Solvent
o 可用于地面和激发态。
o 基于DFT和波函数的方法。
o 内置的有效片段库。
●Stand-Along QM/MM Capabilities
o 可用于QM区域的地面或激发态。
o 独特的阴阳原子方法来定义QM/MM边界。
o 与PCM模型的集成(QC/MM/PCM)
o 多体膨胀可以在QM水平上吸收溶剂分子。
●Interface to CHARMM
o 采用CHARMM广泛的采样方法集。
o 完整的QM/MM Hessian，或其移动块-Hessian近似，便于研究振动熵效应或大规模构象变化。
8、效率计算 COMPUTATIONAL EFFICIENCY
●SCF和Post- SCF计算识别算法的解析。
o occ-RI-K algorithm for Hartree-Fock exchange
o RI-SCF gradient
o RI-MP2, SCS-MP2, SOS- MP2 methods
o RI-CCSD and RI-EOM energies and gradients
●DFT 的快速算法
o Algorithms for Coulomb (Continuous Fast Multipole Method, J engine, Fourier Transform Coulomb, Quantum Ewald Mesh)
o Algorithms for Hartree- Fock exchange (LinK, ARI-K) and numerical integration (mrXC)
●微扰理论计算
o 快速积分变换，分辨率的近似，不同自旋分量的缩放，拉普拉斯变换，对偶基外推，以及定域轨道的使用。
●Coupled-Cluster 运算
o 通过一个现代的张量库，分辨身份的近似，和Cholesky的分解来增强。
●高效实现共享内存多核机器和计算机集群。
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