GAMESS（米国）

ガメス
ガメス
開発者	アイオワ州立大学量子化学グループ
初回リリース	1977年10月1日; 48年前
安定版リリース	2017年4月20日 / 2017年4月20日; 8年前
書かれた	FORTRAN 77、C
オペレーティング·システム	Windows、Unix、Unix系：Linux、FreeBSD、Mac OS X
入手可能な	英語
タイプ	計算化学
ライセンス	プロプライエタリフリーウェア
Webサイト	www.msg.chem.iastate.edu/gamess

一般原子および分子電子構造システム（GAMESS（US））は、計算化学用のコンピュータソフトウェアです。^[1]^[2]^[3]^[4]^[5]元のコードは、1977年10月1日にNational Resources for Computations in Chemistryプロジェクトとして始まりました。^[6] 1981年に、コードベースはGAMESS（US）とGAMESS（UK）の亜種に分割され、現在では大きく異なります。GAMESS（US）は、アイオワ州立大学のゴードン研究グループのメンバーによって保守されています。^{[7] GAMESS（US）のソースコードは、ソースコードが利用可能な}フリーウェアとして入手できますが、ライセンスの制限によりオープンソースソフトウェアではありません。

能力

GAMESS (US) の基本的な機能の概要
C – 従来の積分の保存
D – 直接原子軌道(AO) 積分
p – 並列実行
F – フラグメント MO 互換性
SCFTYP=	RHF	ROHF	UHF	グアム政府観光局	MCSCF
エネルギー	CDpF	CDpF	CDpF	CDp	CDpF
解析勾配	CDpF	CDpF	CDpF	CDp	CDpF
数値ヘッセ行列	CDpF	CDp	CDp	CDp	CDp
解析的ヘッセ行列	CDpF	CDpF	CDpF	CDp	DP
MP2エネルギー	CDpF	CDpF	CDp	いいえ	CDp
MP2勾配	CDpF	DP	CDp	いいえ	いいえ
CIエネルギー	CDpF	CDp	いいえ	CDp	CDp
CI勾配	CD	いいえ	いいえ	いいえ	いいえ
CCエネルギー	CDpF	CDF	いいえ	いいえ	いいえ
EOMエネルギー	CD	CD	いいえ	いいえ	いいえ
DFTエネルギー	CDpF	CDp	CDpF	いいえ	いいえ
DFT勾配	CDpF	CDp	CDpF	いいえ	いいえ
TD-DFTエネルギー	CDpF	いいえ	CDpF	いいえ	いいえ
TDDFT勾配	CDpF	いいえ	いいえ	いいえ	いいえ
MOPACエネルギー	はい	はい	はい	はい	いいえ
MOPAC勾配	はい	はい	はい	いいえ	いいえ
MRSF-TDDFTエネルギー	いいえ	はい	いいえ	いいえ	いいえ
MRSF-TDDFT勾配	いいえ	はい	いいえ	いいえ	いいえ

GAMESS (US) は、ハートリー・フォック法、密度汎関数理論(DFT)、一般化原子価結合(GVB) 、多配置自己無撞着場(MCSCF) など、一般的な計算化学計算を実行できます。これらの SCF 計算後の相関補正は、配置間相互作用(CI)、二次モーラー・プレセ摂動論(MP2)、結合クラスター(CC) 理論によって推定できます。溶媒効果は、離散有効フラグメントポテンシャルまたは連続体モデル (PCM など) を用いて量子力学および分子力学を用いて考慮できます。三次ダグラス・クロールスカラー項を含む相対論的補正も計算できます。

GAMESS (US)プログラムは、ERIテンソルを3つの中心行列に射影することで、手法全体のコストを削減する恒等式解法（RI）近似法を備えています。RI近似は、それぞれMP2法とCCSD(T)法に適用されています。RI-MP2コードとRI-CCコードは、MPI/OpenMP並列化モデルの恩恵を受けており、優れたスケーリングと高速計算を実現しています。

GAMESS（米国）には、大きな分子をより小さく、より実現可能なフラグメントに分割することで、より大きな分子系をターゲットにすることができる一連のフラグメンテーション手法も用意されています。例としては、フラグメント分子軌道法（FMO）法、有効フラグメントポテンシャル法（EFP）法、有効フラグメント分子軌道法（EFMO）法などがあります。

GAMESS (US) ソフトウェアは、クラウス・ルーデンベルグ教授が提唱した準原子軌道 (QUAO) 解析に基づく包括的な結合解析手法も提供します。QUAO 解析は、分子内の結合分子軌道を準原子論的な観点から解析します。これらは結合方向を示す配向軌道です。QUAO は、結合次数 (BO)、結合の強さを示す運動結合次数 (KBO)、そして占有数によって特徴付けられます。QUAO 解析により、ユーザーは小分子から中分子までの分子内の結合パターンを高精度に研究することができます。

このプログラムは分子力学を直接実行することはできませんが、有効フラグメントポテンシャルまたは Tinkerコードとのインターフェースを介して、量子力学と分子力学の混合計算を行うことができます。フラグメント分子軌道法は、大規模な系をフラグメントに分割して扱う場合に使用できます。

また、原子価結合 VB2000 および XMVB プログラム、および自然結合軌道(NBO) 人口解析プログラムとインターフェイスすることもできます。

入力ファイルはキーワードベースのスキームを使用します。例えば、$CONTRL SCFTYP=ROHF MAXIT=30 $END は、コードのSCF部分で制限開殻ハートリー・フォック（ROHF）計算を実行し、結果が30回の反復で収束しない場合は計算を終了することを指定します。出力は英語のテキストファイルです。^[8]

参照

参考文献

^ Young, David C. (2001). 「付録 AA2.3 GAMESS」.計算化学：実世界の問題への技術適用のための実践ガイド. Wiley-Interscience. p. 335. doi :10.1002/0471220655. ISBN 978-0-471-33368-5。
^ Schmidt, Michael W.; Baldridge, Kim K.; Boatz, Jerry A.; Elbert, Steven T.; Gordon, Mark S.; Jensen, Jan H.; Koseki, Shiro; Matsunaga, Nikita; Nguyen, Kiet A.; Su, Shujun; Windus, Theresa L.; Dupuis, Michel; Montgomery, John A. (1993). 「一般原子・分子電子構造システム」. Journal of Computational Chemistry . 14 (11): 1347– 1363. doi :10.1002/jcc.540141112. S2CID 3358041.最も引用されている化学論文の一つ
^ Gordon, Mark S.; Schmidt, Michael W. (2005). 「電子構造理論の進歩：GAMESSから10年後」(PDF) . Dykstra, CE; Frenking, G.; Lim, KS; Scusaria, GE (編).計算化学の理論と応用、最初の40年. アムステルダム: Elsevier. pp. 1167– 1189. doi :10.1016/B978-044451719-7/50084-6. ISBN 978-0-444-51719-7. 2018年4月13日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。
^ Schmidt, Michael W.; Baldridge, Kim K.; Boatz, Jerry A.; Jensen, Jan H.; Koseki, Shiro; Gordon, Mark S.; Nguyen, Kiet A.; Windus, Theresa L .; Elbert, Stephen T. (1990). 「一般原子・分子電子構造システム（GAMESS）」. QCPE紀要. 10 : 52–54 . ISSN 0889-7514. OCLC 7963600.
^ 2014 年 12 月の時点で、GAMESS コードには次の寄稿者がリストされています: Michael W. Schmidt、Kimberly K. Baldridge、Jerry A. Boatz、Stephen T. Elbert、Mark S. Gordon、Jan H. Jensen、Shiro Koseki、Nikitamatsunaga、Kiet A. Nguyen、Shujun J. Su、Theresa L. Windus、Michel Dupuis、John A. Montgomery、イヴァナ・アダモビッチ、クリスティーン・エイケンズ、ユーリ・アレクセーエフ、2018年7月31日ウェイバックマシンにアーカイブ、プージャ・アローラ、アンドレイ・アサドチェフ、ロブ・ベル、プラディプタ・バンジョパディヤイ、ジョナサン・ベンツ、ブレット・ボード、カート・ブロルセン、ケイレブ・カーリン、ガリーナ・チャバン、ウェイ・チェン、チョル・ホー・チョイ、ポール・デイ、アルバート・デファスコ、ヌワン・デシルバ、ティム・ダドリー、ドミトリフェドロフ、グラハム・フレッチャー、マーク・フライターグ、カート・グレースマン、ダン・ケンプ、グラント・メリル、峰澤紀之、ジョナサン・マリン、永田武、ショーン・ネッド、ヘザー・ネツロフ、ボシリカ・ニエギッチ、ライアン・オルソン、マイケル・パック、スペンサー・プルイット、ルーク・ロスコップ、ジム・シューメイカー、リュドミラ・スリチェンコ、トニー・スミス、サロム・ソク、ジエソング、武次哲也、サイモン・ウェッブ、ペン・シュー、ユ・スヘン、フェデリコ・ザハリエフ、ジョー・イヴァニック、アーロン・ウェスト、ライムティス・ビタウタス、クラウス・リューデンベルク、平尾公彦、中島崇仁、常田貴男、神谷宗明、柳沢進、八木聖、千葉マヒト、都倉聖賢、川上直明、フランク・ジェンセン、ヴィスヴァルダス・カイリス、ホイ・リー、ウォルト・スティーヴンス、デヴィッド・ガーマー、ベネデッタ・メヌッチ、ヤコポ・トマシ、ヘンリー・カーツ、プラカシャン・コランバス、トビー・ゼン、マリウス・クロブコウスキー、マーク・スパックマン、梅田宏明、北浦一夫、カロル・コワルスキー、マルタ・ウォッホ、ジェフリー・ゴー、ジェシー・ラッツ、ウェイ・リー、ピョートル・ピエチュ、モニカ・ミュージカル、スタニスワフ・クチャルスキー、オリヴィエ・キネ、ブノワ・シャンパーニュ、バーナード・カートマン、石村和也、カトウダ・ミチオ、長瀬茂、アンナ・ポモガエワ、ダン・チップマン、中野晴之、フォン・ロン・グー、ヤチェク・コルチョヴィエツ、マルシン・マコウスキー、青木百合子、森博敏、三好栄作、ツヴェテリン・ヨルダノフ、チェット・スワリナ、ジョナサンスコーン、シャロン・ハメス・シファー、マサト小林、赤間知子、冬馬次樹、吉川武史、イカバタヤスヒロ、中井宏美、リー・シュファ、スー・ペイフェン、シー・デジュン、シー・ナンドゥン・セラムレージ、ワン・ヤリ、リー・ホイ、ロベルト・ペベラティ、キム・ボールドリッジ、マリア・バリズ、キャスパー・スタインマン、中田裕也、西本義雄、ステファン・イルレ。
^ Gordon Research Group. 「GAMESSマニュアル（概要）」（PDF） .
^ 「Gordon Group/GAMESSホームページ」www.msg.chem.iastate.edu。
^ Gordon Research Group. 「GAMESSマニュアル（入力）」（PDF） .

外部リンク

公式サイト
GAMESS Google グループ
Jan Jensen のブログと GAMESS チュートリアル
GAMESS-US ドキュメント

[1] Young, David C. (2001). 「付録 AA2.3 GAMESS」.計算化学：実世界の問題への技術適用のための実践ガイド. Wiley-Interscience. p. 335. doi :10.1002/0471220655. ISBN 978-0-471-33368-5。

[2] Schmidt, Michael W.; Baldridge, Kim K.; Boatz, Jerry A.; Elbert, Steven T.; Gordon, Mark S.; Jensen, Jan H.; Koseki, Shiro; Matsunaga, Nikita; Nguyen, Kiet A.; Su, Shujun; Windus, Theresa L.; Dupuis, Michel; Montgomery, John A. (1993). 「一般原子・分子電子構造システム」. Journal of Computational Chemistry . 14 (11): 1347– 1363. doi :10.1002/jcc.540141112. S2CID 3358041.最も引用されている化学論文の一つ

[3] Gordon, Mark S.; Schmidt, Michael W. (2005). 「電子構造理論の進歩：GAMESSから10年後」(PDF) . Dykstra, CE; Frenking, G.; Lim, KS; Scusaria, GE (編).計算化学の理論と応用、最初の40年. アムステルダム: Elsevier. pp. 1167– 1189. doi :10.1016/B978-044451719-7/50084-6. ISBN 978-0-444-51719-7. 2018年4月13日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。

[4] Schmidt, Michael W.; Baldridge, Kim K.; Boatz, Jerry A.; Jensen, Jan H.; Koseki, Shiro; Gordon, Mark S.; Nguyen, Kiet A.; Windus, Theresa L .; Elbert, Stephen T. (1990). 「一般原子・分子電子構造システム（GAMESS）」. QCPE紀要. 10 : 52–54 . ISSN 0889-7514. OCLC 7963600.

[5] 2014 年 12 月の時点で、GAMESS コードには次の寄稿者がリストされています: Michael W. Schmidt、Kimberly K. Baldridge、Jerry A. Boatz、Stephen T. Elbert、Mark S. Gordon、Jan H. Jensen、Shiro Koseki、Nikitamatsunaga、Kiet A. Nguyen、Shujun J. Su、Theresa L. Windus、Michel Dupuis、John A. Montgomery、イヴァナ・アダモビッチ、クリスティーン・エイケンズ、ユーリ・アレクセーエフ、2018年7月31日ウェイバックマシンにアーカイブ、プージャ・アローラ、アンドレイ・アサドチェフ、ロブ・ベル、プラディプタ・バンジョパディヤイ、ジョナサン・ベンツ、ブレット・ボード、カート・ブロルセン、ケイレブ・カーリン、ガリーナ・チャバン、ウェイ・チェン、チョル・ホー・チョイ、ポール・デイ、アルバート・デファスコ、ヌワン・デシルバ、ティム・ダドリー、ドミトリフェドロフ、グラハム・フレッチャー、マーク・フライターグ、カート・グレースマン、ダン・ケンプ、グラント・メリル、峰澤紀之、ジョナサン・マリン、永田武、ショーン・ネッド、ヘザー・ネツロフ、ボシリカ・ニエギッチ、ライアン・オルソン、マイケル・パック、スペンサー・プルイット、ルーク・ロスコップ、ジム・シューメイカー、リュドミラ・スリチェンコ、トニー・スミス、サロム・ソク、ジエソング、武次哲也、サイモン・ウェッブ、ペン・シュー、ユ・スヘン、フェデリコ・ザハリエフ、ジョー・イヴァニック、アーロン・ウェスト、ライムティス・ビタウタス、クラウス・リューデンベルク、平尾公彦、中島崇仁、常田貴男、神谷宗明、柳沢進、八木聖、千葉マヒト、都倉聖賢、川上直明、フランク・ジェンセン、ヴィスヴァルダス・カイリス、ホイ・リー、ウォルト・スティーヴンス、デヴィッド・ガーマー、ベネデッタ・メヌッチ、ヤコポ・トマシ、ヘンリー・カーツ、プラカシャン・コランバス、トビー・ゼン、マリウス・クロブコウスキー、マーク・スパックマン、梅田宏明、北浦一夫、カロル・コワルスキー、マルタ・ウォッホ、ジェフリー・ゴー、ジェシー・ラッツ、ウェイ・リー、ピョートル・ピエチュ、モニカ・ミュージカル、スタニスワフ・クチャルスキー、オリヴィエ・キネ、ブノワ・シャンパーニュ、バーナード・カートマン、石村和也、カトウダ・ミチオ、長瀬茂、アンナ・ポモガエワ、ダン・チップマン、中野晴之、フォン・ロン・グー、ヤチェク・コルチョヴィエツ、マルシン・マコウスキー、青木百合子、森博敏、三好栄作、ツヴェテリン・ヨルダノフ、チェット・スワリナ、ジョナサンスコーン、シャロン・ハメス・シファー、マサト小林、赤間知子、冬馬次樹、吉川武史、イカバタヤスヒロ、中井宏美、リー・シュファ、スー・ペイフェン、シー・デジュン、シー・ナンドゥン・セラムレージ、ワン・ヤリ、リー・ホイ、ロベルト・ペベラティ、キム・ボールドリッジ、マリア・バリズ、キャスパー・スタインマン、中田裕也、西本義雄、ステファン・イルレ。

[6] Gordon Research Group. 「GAMESSマニュアル（概要）」（PDF） .

[7] 「Gordon Group/GAMESSホームページ」www.msg.chem.iastate.edu。

[8] Gordon Research Group. 「GAMESSマニュアル（入力）」（PDF） .