量子化学計算を独学で勉強する際におすすめの本・ウェブサイト

量子化学計算をやってみたいけど敷居の高さを感じて諦めてしまったことはありませんか? 確かに量子化学に関する教科書・書籍はどれも難しそうで、かつ軽い気持ちでやってみることができない専門性の高い領域でした。 ですが最近になってきて初心者でも量子化学計算を実施できるよう易しく解説してくれている書籍や解説ウェブサイトが充実してきており、以前に比べてかなり始めやすくなっています。 そこでこの記事では、私が量子化学計算(理論を除く)を独学する際に参考にしていた書籍・ウェブサイトや最近出てきたものまで紹介しようと思います。

目次

書籍

新版 すぐできる 量子化学計算ビギナーズマニュアル

新版 すぐできる 量子化学計算ビギナーズマニュアル」はQ&A形式でやりたい計算を逆引きできる書籍です。 理論的背景もきちんと説明しながら入力ファイルの作成や出力ファイルの見方まで丁寧に解説してある素晴らしい本です。

Gaussian03がメインですが、巻末の方にGAMESSについても簡単な使い方が書いてあります。 実際に実験をしている人で、やりたい計算が明確な人はこの書籍を買って該当する箇所だけしっかり読み込んで理解するということができるので大変便利です。

ですが実際の計算をする場合はGaussian・GAMESSの使い方はこの書籍とは別で勉強しないとおそらくわからないと思いますので、すぐに実践できないかもしれません。 知り合いに計算機の使い方がわかる人がいたらその人に相談しながらやるとスムーズに進められるかと思います。

あと使っているのがGaussian03と古いバージョンのため、最新バージョンであるGaussian16では記載されている方法では動かない可能性もあるので注意が必要です。 また、Gaussian自体は有償ソフトウェアになるため気軽に使える環境にいないと実践することが難しいです。 それでも、理論背景等は簡潔にまとめられておりとても参考になるため、手元に置いておいて損はないと思います。

ゼロからわかる!! 独習 量子化学計算: 理論からはじめない新しい量子化学計算の本

ゼロからわかる!! 独習 量子化学計算: 理論からはじめない新しい量子化学計算の本」は後述のウェブサイト(PC CHEM BASICS.COM)の管理者様が書かれた本です。

先ほどの書籍とは違い、無料で使えるGAMESS(US)やFireflyを使っているため、誰でも気軽に量子化学計算を体験できます。 さらにWindowsやMacどちらにも対応してくれているため、スパコンや専用の計算機がない人でも問題ありません。

理論的背景の部分については最低限の説明で済ませており、とにかく初学者がつまづかないようアプリケーションの図を逐一載せながら丁寧に解説してくれています。

実践的なスキルを身につけるには少し心許ないですが、計算機や量子化学計算のことなんもわからないけどとにかく試してみたいって人にはおすすめの書籍です。 こちらは2020年に発売されており、ほぼ最新の状態で勉強することができるため比較的良くわからないエラーで読み進められないということも起きにくいかと思います。

問題があるとすれば、書籍版がなくKindle版でのみの販売なため注意してください。

ウェブサイト

HPC Systems

HPC Systemsは企業やアカデミアに計算機・計算アプリケーション等を導入している企業さんです。 計算系の研究室であればお世話になっている人も多いのではないでしょうか。 GaussianをはじめReaction plus、NW Chem、Winmostarなど様々なアプリケーションを取り扱っています。

それぞれのProductのページに行けば情報をまとめてくれています。 特にGaussianについては情報量も多く日本語でまとめてくださっているので公式ドキュメントを読むのがしんどいという人には重宝するサイトだと思います。

PC CHEM BASICS.COM

PC CHEM BASICS.COMは上の「ゼロからわかる!! 独習 量子化学計算: 理論からはじめない新しい量子化学計算の本」の著者が運営されているサイトです。

こちらのサイトは書籍のコンセプトと同様、初心者に易しく無料で量子化学計算を体験するための記事が豊富にあります。

気軽に量子化学計算を体験することに重点を置いてくれているため記事の一つ一つが大変わかりやすいです。

計算化学.com

計算化学.com量子化学計算メインではありますが、計算化学全般に関する記事が豊富にあります。

量子化学計算のことで気になることがあったらまずこのサイトで検索してみると欲しい情報が得られる可能性が高いと思います。

計算化学に関するニュースなども定期的に取り上げていたり、最近では機械学習・深層学習系のトピックも取り上げてくれているように感じます。

実践的な計算をする上では大変お世話になるサイトの一つかと思います。

YouTube

Gaussian Inc. Japanese

Gaussian Inc. Japaneseはつい最近開設されたYouTubeチャンネルになります。 まだ私もきちんとは観ていないのであまりコメントはできないですが、Gaussian公式かつ日本語で解説動画が観れるのは大変貴重だと思います。 フォローしておいて損はないと思います。

終わりに

以上、私が独学で量子化学計算を勉強した際に参考にしている書籍をまとめました。 私自身が量子化学計算を専門で研究しているわけではないので、深いところまで理解できているわけではないですが、紹介したものを一通り勉強しておくとそれなりに計算をする上では最低限のスキルは身につくのかなと思います。

理論に特化して勉強する書籍は今回省いてしまいましたが、要望があれば追記します。 また何か追記できるようなものが出てきた際には追記しようと思います。

それでは。