ビッグDFT

BigDFTは物理学者と化学者向けのフリー ソフトウェアパッケージで、 GNU General Public Licenseに基づいて配布されています。そのメインプログラムでは、擬ポテンシャルとウェーブレット基底を使用して、密度汎関数理論（DFT）内で電子と原子核（分子と周期的/結晶性固体）からなるシステムの総エネルギー、電荷密度、電子構造を計算することができます。^[1]

BigDFT は、物質内の電子を記述するKohn-Sham 方程式をDaubechies ウェーブレット基底関数で展開し、自己無撞着直接最小化法または Davidson 対角化法を使用してエネルギー最小値を決定することにより、密度汎関数理論 (DFT) を実装します。計算効率は、コア電子を記述するために高速ショート畳み込みと擬ポテンシャルを使用することで実現されます。総エネルギーに加えて、力と応力も計算されるため、形状最適化と ab initio 分子動力学を実行できます。

Daubechiesウェーブレット基底関数は、平面波基底関数と同様に直交する体系的基底関数ですが、異なるレベルの解像度で適応メッシュを使用できるという大きな利点があります（多重解像度解析を参照）。補間スケーリング関数は、孤立系や表面系などの異なる境界条件を持つポアソン方程式^{[2] [3]}を解くためにも使用されます。

BigDFTは、 CUDAとその後OpenCL言語を使用したグラフィックス処理装置（GPU）^[4]の恩恵を受けた最初の超並列密度汎関数理論コードの1つでした。

Daubechiesウェーブレットはコンパクトなサポートを持っているため、ハミルトニアンの適用は局所的に行うことができ^{[5]、従来のDFTソフトウェアの3次スケーリングの代わりに原子数の関数として}線形スケーリングが可能になります。

• 量子化学および固体物理学ソフトウェアのリスト

• BigDFT ウェブサイト