MOLPRO
主页http://www.molpro.net/
简介 
 MOLPRO是国际上广泛使用的专业级电子结构量化计算软件,由H.-J. Werner和P. J. Knowles负责设计和维护。不同于其它的量子化学软件包,MOLPRO的重点是高精度计算,通过多参考CI,耦合簇和有关的方法,广泛处理电子相关问题。使用最近开发的直接积分局域电子相关方法,可以极大地减少随分子尺寸增加的计算量,能够对更大的分子体系进行准确的从头计算。程序的核心是MCSCF,MR-CI,和耦合簇程序,以及一系列附加功能。主页可以申请试用版。
功能 
     生成收缩高斯基函数(s,p,d,f,g,h,i......)
    有效芯势
    多种单电子特性,如Lx2Ly2Lz2LxLy......等
    闭壳层和开壳层(自旋限制和非限制)自恰场
    各种修正交换和相关势梯度的密度泛函理论
    多组态自恰场,即二次收敛MCSCF方案
    多参考组态相互作用MR-CISD及其变体:MR-CISD+Q,MR-ACPF,MR-AQCC。通过内部收缩方案,能够比常规多参考方法降低一至两个数量级的计算量。
    多参考二级、三级微扰理论(CASPT2/CASPT3),以及MRCI+MRPT2耦合方法
    Møller-Plesset微扰理论(MPn,n=2,3,4),耦合簇(CCSD),二次组态相互作用(QCISD)和闭壳层体系的Brueckner耦合簇(BCCD)
    开壳层耦合簇理论
    EOM-CCSD和CIS计算单重激发态
    完全组态相互作用FCI
    SCF,DFT,态平均MCSCF/CASSCF和MP2波函的解析能量梯度
    MCSCF解析的非绝热耦合矩阵元素
    能量优化价键波函和CASSCF波函的价键分析
    MCSCF和MRCI波函的单电子跃迁特性,包括自旋-轨道耦合
    MCSCF波函的一些双电子跃迁特性
    布居数分析
    轨道局域化
    分布多极分析
    自动几何优化
    自动计算振动频率,强度和热动力学特性
    跟踪反应路径
    几何输出有xyz,
MOLDENGaussian格式;分子轨道和频率输出为MOLDEN格式

2006.1版的新增功能
1. 更加兼容的输入语言和输入预检查
2. 更灵活的基组输入,允许操作多个基组
3. 增加更高效的密度泛函执行,以及密度泛函形式
4. 低阶标度的局域耦合簇方法,允许三阶激发微扰处理(LCCSD(T)及其变体,如LQCISD(T))
5. 高效的密度拟合程序DF,用于Hartree-Fock (DF-HF),密度泛函Kohn-Sham理论(DF-KS),二阶Møller-Plesset微扰理论(DF-MP2),以及所有局域方法(DF-LMP2,DF-LMP4,DF-LQCISD(T),DF-LCCSD(T))
6. QCISD(T)解析梯度
7. 多重态MRPT2(MS-CASPT2)
8. 使用态平均MCSCF参考波函的MRPT2/CASPT2和MS-CASPT2解析梯度
9. DF-HF,DF-KS,DF-LMP2,和DF-SCS-LMP2解析梯度
10.用密度拟合的显式关联方法:DF-MP2-R12/2A'和DF-MP2-F12/2A',及其局域变体DF-LMP2-R12/2*A(loc)和DF-LMP2-F12/2*A(loc)
11.多参考微扰理论和组态相互作用相结合的方法CIPT2
12.DFT-SAPT
13.不同轨道的CASSCF和MRCI波函之间的跃迁矩和跃迁哈密顿量
14.新的自旋-轨道积分程序,可以使用一般收缩基组
15.改善了结构优化和数值Hessian计算(包括束缚优化)的流程
16.对于QM/MM计算,改善了对于点电荷的大格点及格点梯度的处理
17.到M. Kallay的
MRCC程序的接口,允许任意激发级别的耦合簇计算
18.自动并行计算数值梯度和Hessian(mppx版)
19.加入并行代码,例如DF-HF,DF-KS,DF-LCCSD(T)(部分并行化,包括三激发微扰)
20.加入输出格式,用于制表(XHTML,LATEX,Maple,Mathematica,Matlab和逗号分隔的格式),输出轨道和基组(XML),以及形式良好的XML(可选)输出流,其中标出重要结果
21.到任意阶的DKH标量相对论哈密顿量(DKHn)

2008.1版的新增功能:
1. 高效的闭壳层和开壳层的MP2-F12和CCSD(T)-F12方法,可以显著改变基组的收敛性
2. 自然键轨道(NBO)和自然布居分析(NPA)
3. 局域分子轨道中的关联区方法
4. 用VCI方法自动计算非谐振动频率和零点能
5. DFT和耦合簇的耦合方法
6. 与其它程序的增强连接,包括输出和三维结构的图形显示。加入免费的图形用户终端程序molproView,用于显示计算结果,分子模型,分子轨道等。见:http://www.molpro.net/molproView/
7. 支持最新的操作系统和编译器,包括Mac OS X,Windows (Cygwin)

2009.1版的新增功能:
1. 修改了显关联计算的默认设置
2. 改善了Hartree-Fock程序。根据构造原理,可以自动确定给定多重度的最低对称性。
3. 改变了结构输入:对称性和分子坐标需要用不同的关键词分别定义;自动区分内坐标和直角坐标。
4. 没有入侵态问题的多参考微扰理论:NEVPT2。

MOLPRO 2010.1的新功能:
1. AIC密度拟合积分程序,能把F12计算的积分求解加速10倍左右(依赖于基组)
2. 显关联方法中的特定对栾指数:对于价-价,芯-价,和芯-芯对,可以使用不同的Slater型栾指数
3. 改变了默认的显关联方法:对于使用VnZ-F12轨道基组的显关联F12计算,现在默认使用VnZ-F12/OPTRI基组构造补偿辅助轨道基
4. 基组库加入新的基组

MOLPRO 2012.1的新功能:
1. 准变分耦合簇理论
2. 新的内收缩MRCI代码MRCIC
3. 显关联多参考理论:RS2-F12,MRCI-F12
4. 扩展的多态CASPT2
5. 密度拟合CASSCF和CASPT2
6. 对显关联耦合簇方法进行了扩展
7. 密度拟合局域耦合簇方法:DF-LCCSD(T),DF-LUCCSD(T),DF-LRPA
8. 使用轨道特定虚轨道的局域耦合簇方法OSV-LCCSD(T)
9. 显关联局域MP2和CC:DF-LMP2-F12, DF-LCCSD(T)-F12
10.改善了密度拟合DFT
11.添加了密度泛函
12.添加了梯度:CCSD,DF-MP2,DF-CASSCF,DF-RS2
13.激发态的局域方法
14.在DF-LMP2级别,使用GIAO的NMR屏蔽张量
15.SAPT(CCSD)
16.对高自旋开壳层体系改善了SCF算法
17.FCIQMC:随机完全CI
18.从头计算多次产生方法动力学
19.升级了def2基组
20.合并了并行编译
21.并行配置的自动创建选项
22.到
Block的接口,执行大活性空间的DMRG-CASSCF计算。

MOLPRO 2015.1的新功能:
1. 基于投影算符,在DFT中嵌入波函的方法
2. 内禀键轨道分析和轨道局域化(IBO)
3. 到NBO6的接口
4. 在局域化耦合簇方法中,在LMP2级别之上处理分子之间的轨道对
5. 可分辨的簇近似(DCSD和DCSD-F12)
6. 解析能量梯度
7. 激发态的轨道松弛性质以及解析核梯度
8. PNO-LMP2和PNO-LMP2-F12
9. DF-LMP2级别用GIAO计算磁化率和转动g张量
10.更快的密度拟合积分程序
11.振动微扰理论:VPT2
12.振动多参考方法:VMCSCF,VMRCI
13.非谐性Franck-Condon因子:FCON
14.多维势能面的变换:PESTRANS
15.局域化简正模式
16.计算任意的振动态:VIBSTATE
17.Raman散射活性
18.反应数据库

MOLPRO 2018.1的新功能:
1. 图形用户接口GMOLPRO
2. 改进的并行MCSCF程序
3. 准变分的的耦合簇方法QVCCD
4. 耦合簇的解析能量梯度
5. 投影算符WF-in-DFT嵌入方法的解析能量梯度
6. 局域方法的解析能量梯度
8. 局域MP2计算NMR屏蔽
9. MR-CCSD(T)接口
10.局域密度拟合Hartree-Fock和Kohn-Sham(LDF-HF,LDF-KS)
11.使用电子对自然轨道的局域完全活性空间二阶微扰理论(PNO-CASPT2)
12.PNO-LCCSD(T)-F12
13.DFT的D4色散校正
14.非局域DFT方法
15.Kohn-Sham RPA方法
16.DFT-SAPT的新功能
17.自动选择分子的活性空间(AVAS)
18.更多增强:改进了耦合簇代码的并行;改进了DFT积分;到其它程序(如MR-CCSD(T),DMRG,FCIQMC)的接口支持并行;精确二分量(X2C)的标量相对论哈密顿;高斯有限核模型;碱金属、碱土金属的新型关联一致基组(包括相对论全电子和赝势),以及镧系和锕系的全电子DK3/X2C相对论基组;H,He,B-Ne,Al-Cl的标准关联一致基组进行X2C收缩。

MOLPRO 2019.2的新功能:
1. 改进了Hartree-Fock和DFT中的并行密度拟合。DF-HF和DF-KS可以使用对称性,但还不能用于梯度

MOLPRO 2020.1的新功能:
1. 支持Windows操作系统
2. 基于PQSMol的图形用户接口gMolpro用于创建和预优化分子结构,准备和运行Molpro输入,以及显示结果。在Linux和MacOS下支持远程提交任务
3. MCSCF/CASSCF程序MULTI:改进了二阶算法和一阶方法,可用于大分子
4. 多态PNO-CASPT2:可用于大分子
5. TDDFT程序:支持分子对称性,开壳层体系(自旋非限制波函数),各种积分模式(包括并行化的快速密度拟合模式),以及标准的LDA,GGA,杂化GGA,和范围分离杂化GGA。可以对Molpro中的任何单电子算符计算线性响应性质。在含频极化率的计算中可同时计算各向同性和各向异性色散因子
6. LibXC接口:可以在Molpro中使用LibXC中的各种LDA,GGA,杂化GGA,meta-GGA,和范围分离杂化GGA
7. 范德华密度泛函:非局域范德华密度泛函VV10用于自旋限制波函,可以改进标准DFT对长程关联相互作用的描述
8. 显关联局域耦合簇程序用于高自旋开壳层分子:PNO-LCCSD(T)-F12
9. 扩展的势能面生成程序:XSURF可以对任何对称性进行操作,快速产生势能面用于非谐光谱的计算
10.加速了POLY和PESTRANS程序
11.电子振动光谱:新的EVSPEC程序可计算非谐电子振动吸收谱,其中包含Duschinsky效应。支持收缩不变Krylov子空间(CIKS)方法和Raman波函(RWF)算法

MOLPRO 2020.2的新功能:
1. 解析能量梯度:可以计算DF-MCSCF(单根),DF-HF,DF-UHF,DF-KS,DF-UKS的梯度,支持对称性;TD-DFT闭壳层单重激发态的梯度,支持密度拟合
2. PNO-LCCSD(T)-F12:在CCSD-F12投影中不再去除芯轨道;关联的芯轨道与价轨道分别局域化,可显著改进结果和收敛;F12计算中的ENERGY变量设定为最终能量的标量表示;F12换算三激发的换算因子去除了远距离电子对的贡献
3. Linux二进制程序:最低配置需要glibc 2.17或以上版本

MOLPRO 2021.1的新功能:
1. Hartree-Fock:现在默认用新的HF/KS程序,对于困难的体系收敛更稳定;也可以用二阶/超CI方法(so-sci),对于开壳层体系的收敛性比标准ROHF更稳定。
2. MCSCF/CASSCF:广义动态加权,可用于特定态;CAHF优化方法,比等价的Hartree-Fock优化收敛性更好,特别是多个CAHF壳层的情况;RHF输出用于multi的轨道;限定态的单电子性质;输出原始轨道用于MCSCF轨道优化
3. 解析能量梯度:支持RASPT2(rs2)
4. TD-DFT:用自旋限制TDDFT模拟光活性分子圆二色谱旋转强度;闭壳层和开壳层TDHF、TDDFT(LDA或GGA泛函)计算一阶非绝热耦合矩阵元(NACME)

MOLPRO 2021.2的新功能:
1. 并行执行:加入新选项避免可能的GA分配问题
2. CASPT2:rs2c支持MS-CASPT2
3. NEVPT2:支持密度拟合(DF-NEVPT2)
4. AVAS:更灵活地定义目标空间

MOLPRO 2022.1的新功能:
1. 微扰匹配微扰理论(PAPT)
2. CORE指令用于芯轨道关联
3. SCF程序:二次优化和二次—一次混合SO-SCI优化;使用二次优化或SO-SCI优化的CAHF优化;二次优化所有AVAS轨道的SO-SCI变体
4. MCSCF/CASSCF:全部重写了CI矢量到Molpro其它模块的输出,以CSF的形式保存,因此可以输出不同自旋的态平均;{MULTI,CASCI;…}可简化为{CASCI;…},输入轨道在CASCI优化后不做转换;态平均能量的梯度
5. MRCI,CASPT2:multi中用SAVE,CIREC=record指令保存的CI矢量可用作MRCI和CASPT2的参考矢量,选项为CIREC=record
6. MCSCF/CASSCF自旋—轨道计算:当SO积分类型为ECPLS,且没有外激发时(MCSCF/CASSCF波函,或MRCI;NOEXC波函),加入了更高效的自旋轨道哈密顿算法
7. PNO-LCCSD
8. GUI gmolpro的改进

MOLPRO 2022.2的新功能:
1. 修复了各种关于使用直角基函数的问题;密度拟合可以使用直到h函数的直角基组
2. DFT格点选项orient默认值改为1,它可以使KS能量转动不变,但可能略微影响能量
3. PNO-LCCSD加入新的F12投影选项;价、芯价、芯芯电子对可以使用不同的F12孪指数
4. 改进了RS2C期待值计算的内存使用及性能
8. GUI gmolpro 2.0.0版:加入控制DFT格点精度的选项、加入选择优化方法和坐标的OPTG选项

MOLPRO 2022.3的新功能:
1. 取消了-mppx选项。mppx计算模式在数值梯度,数值Hessian,以及VCI势能面计算时自动开启。
2. CCSD和CCSD(T)使用Kohn-Sham DFT轨道
3. PNO方法:PNO-LMP2-F12和PNO-LCCSD-F12打印的LMP2能量包含CABS单激发校正;PNO-LCCSD(T)-F12的(T)计算可以从转储文件重新开始计算;加入非常严格的域选项;计算分子间电子对的新选项;保存局域轨道用于gmolpro显示
4. NEVPT2最大活性轨道数增加到32
5. RS2梯度:修复了大参考空间的并行问题;改进了某些部分的并行效率
6. 振转光谱:基于RVCI理论计算高分辨转动和振转光谱
7. NMR屏蔽张量支持使用密度拟合近似的LDA,GGA,和杂化GGA泛函。目前仅能计算闭壳层体系,不支持对称性
8. 手册的默认基组做了扩展
9. 直角基函数的输入做了推广
10.项目管理Python包pymolpro

MOLPRO 2023.1的新功能:
1. Linux MPI-PR二进制支持在多个节点上执行并行计算
2. 基于UHF轨道的非限制性耦合簇理论
3. 结构优化默认使用自然内坐标
4. DFT计算默认使用具有转动不变性的DFT格点
5. 在PNO方法中处理芯电子关联
6. 原子核—电子轨道方法:限制性NEO Hartree-Fock
7. 基于DFT模型的基组外推
8. 用RIRPA代码进行σ泛函和RPA计算

平台Unix/Linux/MacOS/Windows
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