动态模拟在目前的计算科学中占据着非常重要的位置。随着计算能力和第一原理算法的发展，复杂的动态参数（扩散势垒、缺陷相互作用能等）均可利用第一原理计算得出。因此，部分复杂的体系动态变化，如表面形貌演化或辐射损伤中缺陷集团的聚合-分解演变等，已可以较为精确的予以研究。KMC——动力学蒙特卡洛方法（kinetic Monte Carlo）原理简单，适应性强，因此在很多情况下都是研究人员的首选。此外，KMC在复杂体系或复杂过程中的算法发展也非常活跃。本文试图介绍KMC方法的基础理论和若干进展。

KMC方法基本原理

在原子模拟领域内，分子动力学(molecular dynamics, MD)具有突出的优势。它可以非常精确的描述体系演化的轨迹。一般情况下MD的时间步长在飞秒(s)量级，因此足以追踪原子振动的具体变化。但是这一优势同时限制了MD在大时间尺度模拟上的应用。现有的计算条件足以支持MD到10 ns，运用特殊的算法可以达到10 s的尺度。即便如此，很多动态过程，如表面生长或材料老化等，时间跨度均在s以上，大大超出了MD的应用范围。有什么方法可以克服这种局限呢？

FHI-aims使用全电子的数值原子轨道和全势，进行分子、固体的从头电子结构模拟。

运行于64位Linux系统下，专门为运行NVIDIA GPU架构而设计，用于一般目的的量子化学软件。比传统的基于CPU的代码快1000倍。可以申请测试版。

功能：
限制性Hartree-Fock和Kohn-Sham的单点能及梯度计算。
各种泛函（BLYP，B3LYP，PBE，等）和各种DFT格点（每个原子有800~80,000格点）。
结构优化。
从头分子动力学（NVE和NVT系综）。
支持多GPU系统。
支持大分子，可以直接读写PDB文件。

简介 　
Niedoida是一个用于一般目的的量子化学程序包，目前尚未正式发布。计算使用Gaussian基组，以后也可能会加入Slater基组。

功能 　
1. 方法：RHF，UHF，ROHF（Longuet-Higgins-Pople近似），CIS，MP2
2. 计算的特性：能量，分子轨道，布居分析（Mulliken，Löwdin），键级（Mayer，Gopinathan-Jug，Nalewajski-Mrozek）
3. 进行中：识别和使用点群对称性；数值积分和DFT；分子片

简介 　
LocalSCF程序是在超大蛋白质体系的量子力学模拟方面的一次突破。首次使大型的（原子数在100,000以上）、复杂的真实蛋白质体系能够在PC机上实现量子化学计算，在量子力学的理论级别进行蛋白质模拟需求的硬件资源少，计算相当快。可以免费一个月试用。

悉尼大学J. R. Reimers博士编写的半经验量子化学计算程序，用于实现CNDO/S，CNDO/2，INDO，INDO/S，PPP计算。程序执行（闭壳层和开壳层）RHF参考，以及多参考CI激发态计算。支持过渡金属。在CI前需要做轨道局域化。程序不支持几何优化。

简介 　
AIMAll基于AIMPAC，对分子体系执行“分子中的原子”分析。“标准运行模式”可以免费申请，限制为10个以下的原子，200个以下的原函数。“专业运行模式”无限制，需要购买许可文件。

功能 　
程序使用两种波函文件格式：Gaussian 03/09或GAMESS产生的WFN文件，以及Gaussian 03/09产生的格式化检查点文件。
纯函数到笛卡尔函数的自动转化。
图形化接口AIMStudio。
波函限制为S-，P-，D-，F-，G-Gaussian基函数类型。不支持ECP和半经验计算的波函。
 

使用导数的最优化算法中，拟牛顿法是目前为止最为行之有效的一种算法，具有收敛速度快、算法稳定性强、编写程序容易等优点。在现今的大型计算程序中有着广泛的应用。本文试图介绍拟牛顿法的基础理论和若干进展。

简介 　
绝热和透热核动力学程序，用于模拟电子光谱，包括UV/VIS吸收谱，共振拉曼和圆二色谱。具有到ADF和ACES II的接口，可以用TDDFT或EOM-CC获得激发能。

简介 　
由理论计算的双原子分子势能曲线，计算振-转光谱的程序包。使用了刚性转子和Born-Oppenheimer近似。