2. quantum-ESPRESSOのインストール

ここでは、quantum ESPRESSO を自分でコンパイルしてインストールする方法を説明します。 インストール方法に関しては以下のページにも情報がありますので、そちらも参考にして下さい。

Windows で直接実行形式をインストールする場合は、2.5のみをご覧下さい。

2.1. quantum-ESPRESSOのダウンロード

quantum ESPRESSO のページからメインのソースコードをダウンロードします。(以下バージョン5.3.0で解説していますが、他のバージョンでも基本的にやることは同じです) 以下のファイルをダウンロードして下さい。

  • espresso-5.3.0.tar.gz

また8章で紹介する phonon の計算がしたい場合は、

  • PHonon-5.3.0.tar.gz

もダウンロードして下さい。

2.2. ファイルの展開とパッチの適用

展開したいディレクトリに上記のファイルを置いた上で、以下の通りファイルを展開します。

tar zxvf espresso-5.3.0.tar.gz
cd espresso-5.3.0
tar zxvf ../PHonon-5.3.0.tar.gz    (phonon の計算をする場合)

2.3. configure

コンパイラなどの環境を調べて make.sys をつくります。 intel のコンパイラ、あるいは gcc, gfortran が入っている状況であれば、

./configure

でうまくいく場合が多いです。fink を利用している場合は

CC=/sw/bin/gcc-5 ./configure

のように fink の gcc を明示してやる必要があります。

LAPACK や FFT のライブラリ等も自動で探してきますが、自分で設定したい場合は、./configure で作成された make.sys を適宜編集して下さい。 なお、この make.sys は configure するたびに上書きされてしまうので注意して下さい。

2.4. make

単に make とうつと以下のように出力されます。

to install Quantum ESPRESSO, type at the shell prompt:
  ./configure [--prefix=]
  make [-j] target

where target identifies one or multiple CORE PACKAGES:
  pw           basic code for scf, structure optimization, MD
  ph           phonon code, Gamma-only and third-order derivatives
  pwcond       ballistic conductance
  neb          code for Nudged Elastic Band method
  pp           postprocessing programs
  pwall        same as "make pw ph pp pwcond neb"
  cp           CP code: CP MD with ultrasoft pseudopotentials
  tddfpt       time dependent dft code
  gwl          GW with Lanczos chains
  ld1          utilities for pseudopotential generation
  upf          utilities for pseudopotential conversion
  xspectra     X-ray core-hole spectroscopy calculations
  couple       Library interface for coupling to external codes
  test-suite   Run semi-automated test-suite for regression testing
  all          same as "make pwall cp ld1 upf tddfpt"

.....

これを参考に必要なプログラムをコンパイルして下さい。普通の計算では、

make pw
make pp
make ph    (フォノンの計算をする場合)

としておけば充分です。make pw では、最も基本となるプログラム pw.x が、make pp では pw.x の出力を用いた様々な後処理(バンドや状態密度の出力等)をするプログラムが生成されます。

2.5. Windows へのインストール

Windows で実行形式を直接インストールする場合、インストールするPCのWindowsが32bit版か64bit版かを確認しダウンロードサイトから

  • qe-5.3.0-32bit-serial.exe
  • qe-5.3.0-64bit-serial.exe

のいずれかをダウンロードしてください。 ダウンロードしたファイルを実行すれば自動的に実行形式がインストールされ、 実行形式へのパスの設定も自動で行われます。 実行形式名は ??.exe となっていますので、以下の説明でコマンドを実行する際

% ~/espresso-5.3.0/bin/pw.x < graphene.scf.in > graphene.scf.out

のようにありますが、全て

% pw.exe < graphene.scf.in > graphene.scf.out

と読みかえてください。