Квантовохимическая группа возникла два десятилетия назад в лаборатории молекулярных и атомных пучков Отделения нейтронных исследований (ОНИ) ПИЯФ, возглавляемой В. Ф. Ежовым, по инициативе профессора СПбГУ Л. Н. Лабзовского в связи с необходимостью расчета таких свойств (параметров) молекул с тяжелыми атомами, которые не могут быть измерены в каком-либо эксперименте. Одним из таких параметров является величина «эффективного электрического поля на электроне», необходимая для поиска электрического дипольного момента электрона. Сотрудниками группы были разработаны оригинальные релятивистские методы, пакеты программ и созданы общедоступные базы данных, которые были в дальнейшем использованы в прецизионных исследованиях свойств двухатомных молекул, твердых тел и адсорбции сверхтяжелых элементов (СТЭ) «из острова стабильности» на поверхности золота. На их основе с применением других современных методов релятивистской квантовой химии группой разработана уникальная многоуровневая вычислительная технология, оптимальная для прямого моделирования структуры и свойств различных многоэлектронных систем (молекул, кластеров, супрамолекулярных структур и материалов), которые могут содержать тяжелые атомы, включая переходные металлы, лантаноиды, актиноиды и СТЭ.

1 февраля 2014 года квантовохимическая группа получила официальный статус в составе ОПР.

Одной из ключевых проблем является теоретическая поддержка исследований электронной структуры, свойств материалов, молекул, супрамолекулярных соединений, которые могут содержать тяжелые элементы, включая актиниды, лантаниды и тяжелые переходные металлы. Вследствие этого на основе уже существующей группы возникла потребность создания лаборатории квантовой химии - для моделирования химических соединений и их взаимодействия с электромагнитными полями, разработки для этого требуемых компьютерных программ и создания баз данных.

Основным фундаментальным направлением научно-исследовательских работ Лаборатории квантовой химии (ЛКХ) являются расчеты по оценке электрического дипольного момента (ЭДМ) электрона в молекулах с «тяжелыми атомами».

Основные направления работы лаборатории квантовой химии:

  1. Развитие теории релятивистского псевдопотенциала, концепции эффективного состояния «атома в соединении» и программ для прецизионного расчета многообразия свойств соединений переходных металлов, лантаноидов и актиноидов наиболее экономичным образом.
  2. Создание баз данных прецизионных релятивистских псевдопотенциалов и атомных базисов для всех элементов Периодической таблицы Менделеева.
  3. Развитие теории химических сдвигов рентгеновских эмиссионных спектров, разработка программ и исследование актуальных соединений.
  4. Теоретическая поддержка экспериментов по поиску «новой физики» на молекулах и твердых телах: исследования двухатомных молекул, периодических структур и других представляющих интерес систем.
  5. Теоретическая поддержка «химических экспериментов» с синтезируемыми СТЭ из «острова стабильности»:  исследование физико-химических свойств СТЭ седьмого и восьмого периодов, свойств их адсорбции на поверхностях.
  6. Развитие «предсказательной» квантовой химии соединений лантаноидов и актиноидов: анализ их степеней окисления в соединении; исследование магнитных свойств материалов; поиск решения проблемы иммобилизации радиоактивных отходов; исследование соединений актиноидов для применения в медицине и других областях.