ORCA (Quantenchemieprogramm)

ORCA
Basisdaten
Entwickler	Frank Neese, FACCTs GmbH
Erscheinungsjahr	2024
Aktuelle Version	6.0
Betriebssystem	Linux, Microsoft Windows, macOS
Programmier­sprache	C++
Kategorie	Computerchemie, Quantenchemie
Lizenz	akademisch, kommerziell
ORCA Forum FACCTs

ORCA^[1][2][3] ist ein umfassendes ab initio Quantenchemie-Programmpaket, das moderne Methoden zur Beschreibung der elektronischen Struktur wie Dichtefunktionaltheorie, vielkörper Störungstheorie, Coupled Cluster, semiempirische Quantenchemische Methoden, und multi-referenz Methoden beinhaltet. Hauptanwendungsgebiet sind größere Moleküle, Übergangsmetallkomplexe und deren spektroskopische Eigenschaften. ORCA bietet eine einfach zu lernende Eingabestruktur (Input), wodurch eine hohe Zugänglichkeit und einfache Verwendung Quantenchemischer Methoden ermöglicht werden. Das ORCA Programmpaket wird hauptsächlich in der Forschungsgruppe von Frank Neese am Max-Planck-Institut für Kohlenforschung (MPI KoFo) und der FACCTs GmbH^[4] entwickelt, die auch die kommerzielle Lizenzierung für die nicht-akademische Nutzung verwaltet. Die Nutzung von ORCA ist im akademischen Zusammenhang kostenlos.

Die Entwicklung von ORCA begann 1997 während Frank Neeses PostDoc Phase an der Stanford-Universität. Seither wurde ORCA kontinuierlich weiterentwickelt und folgte Neese zu seinen weiteren Stationen an der Universität Bonn, dem Max-Planck-Institut für Chemische Energiekonversion, und schließlich dem Max-Planck-Institut für Kohlenforschung. Während dieser Entwicklung ist das ORCA Entwickler Team um Neeses Forschungsgruppe stets gewachsen und umfasst inzwischen eine Vielzahl externer akademischer Entwickler, die zu ORCA beitragen.

2016 agierte Frank Neese als Mitbegründer der FACCTs GmbH als Ableger der Max-Planck-Gesellschaft um eine kommerzielle Lizenzierung für die nicht-akademische Nutzung zu ermöglichen und die Weiterentwicklung von ORCA zu stärken. Im Gegensatz zu vielen anderen kommerzialisierten Quantenchemieprogrammen verbleibt ORCA jedoch im akademischen Zusammenhang kostenlos nutzbar.

Seit der ersten Veröffentlichung von ORCA, ist die Anzahl aktiver Nutzer und Entwickler stetig gewachsen. Im Jahr 2023 wurde die Anzahl von 67000 registrierten Benutzern und 3300 Zitationen des ORCA Programms erreicht.^[4]

• Hartree-Fock Theorie
• Effiziente DFT und TDDFT Implementierungen mit möglicher Nutzung von RIJCOSX
• MPn perturbation theory
• Coupled-Cluster and local Coupled Cluster (DLPNO-CCSD(T))
• Semiempirical methods
• Multiscale methods including QM/MM

Von Version 4.0 and werden nur noch Hauptversionen gezeigt.

• 1.0.0: 1997 (keine generelle Veröffentlichung)
• 2.0.0: Sep. 1999
• 2.4.0: 2004
• 2.6.0: 2006
• 2.7.0: 2007
• 2.9.0: 2008
• 3.0.0: 2011
• 3.0.2: Jun. 2014
• 3.0.3: Dez. 2014
• 4.0.0: Mär. 2017^[5]
• 4.1.0: Dez. 2018
• 4.2.0: Aug. 2019
• 5.0.0: Jul. 2021^[6]
• 6.0.0: Jul. 2024

• Avogadro
• Chemcraft
• UCSF ChimeraX
• Molden
• Ascalaph Designer
• Gabedit

• GAUSSIAN
• GAMESS

• Offizielle akademische Homepage
• Offizielle kommerzielle Homepage (FACCTs)
• ORCA Handbuch
• ORCA Tutorials

1. ↑ Frank Neese: The ORCA program system. In: WIREs Computational Molecular Science. Band 2, Nr. 1, Januar 2012, ISSN 1759-0876, S. 73–78, doi:10.1002/wcms.81. 
2. ↑ Frank Neese: Software update: The ORCA program system—Version 5.0. In: WIREs Computational Molecular Science. Band 12, Nr. 5, September 2022, ISSN 1759-0876, doi:10.1002/wcms.1606 (wiley.com [abgerufen am 13. März 2024]). 
3. ↑ Frank Neese: Software update: the ORCA program system, version 4.0. In: WIREs Computational Molecular Science. Band 8, Nr. 1, Januar 2018, ISSN 1759-0876, doi:10.1002/wcms.1327 (wiley.com). 
4. ↑ ^{a b} Fast & Accurate Computational Chemistry Tools. Abgerufen am 25. Juli 2024 (amerikanisches Englisch). 
5. ↑ Frank Neese: Software update: The ORCA program system, version 4.0. In: Wiley Interdisciplinary Reviews: Computational Molecular Science. 8. Jahrgang, Nr. 1, 2018, S. e1327, doi:10.1002/wcms.1327 (englisch). 
6. ↑ Frank Neese: Software update: The ORCA program system—Version 5.0. In: Wiley Interdisciplinary Reviews: Computational Molecular Science. 12. Jahrgang, Nr. 5, 2022, S. e1606, doi:10.1002/wcms.1606 (englisch).