PySCF 是 Python 编写的从头算电子结构与量子化学计算框架,适合分子能量、梯度、几何优化、波函数分析、激发态、分子性质与周期性体系计算,也可与机器学习流程集成。
主要能力与对应模块:构建分子用 gto(如 gto.M(atom='H 0 0 0; H 0 0 1'));Hartree-Fock 用 scf(如 scf.RHF(mol).run());DFT 用 dft(如 dft.RKS(mol, xc='B3LYP'));MP2 用 mp;耦合簇用 cc(含 CCSD 与 ccsd_t 微扰三体校正);几何优化用 geomopt(optimize(mf));激发态用 tddft(如 tddft.TDDFT(mf).run());周期性体系用 pbc(pbc.gto.Cell())。还支持 CI、CASSCF、偶极矩、Mulliken/Löwdin 布居、chkfile 断点续算、对称性与密度拟合等。
安装:pip install pyscf;带扩展可 pip install pyscf[geomopt,dftd3,dmrgscf];conda install -c pyscf pyscf;开发版 pip install git+https://github.com/pyscf/pyscf。基本流程:gto.M 建分子(可指定 basis、charge、spin)→ scf/dft 求 SCF,用 mf.kernel() 返回能量 → 检查 mf.converged;再做后 HF 或性质计算。内置单位为 Bohr 与 Hartree。
限制与注意:不适合分子动力学模拟(可用 GROMACS、OpenMM、ASE)、超过约 1000 原子的超大体系、交互式可视化(用 PyMOL、VMD)、高通量虚拟筛选与实时量子模拟。必须检查收敛;先从小基组(如 STO-3G、3-21G)测试;明确 charge 与 spin(spin=2S,非 2S+1);建议设置 chkfile;注意 max_memory;比较方法时保持相同基组。
官方文档:https://pyscf.org/ 。关于收费、价格与授权信息,资料暂未提供。