利用玻色子多能级腔 QED 构造同步的动力学结构

多体腔 QED 实验是定制和控制原子系综（通过一个或多个共同光子模式相互作用）集体响应的成熟平台。它们所能容纳的丰富多样的动力学相，呼唤着一个统一的框架。在此，我们通过展示一个由 $N$ 能级玻色子原子组装的腔 QED 模拟器可以重现并扩展猝灭后发生的集体可观测量的可能动力学响应，开启了这一计划。具体而言，通过将原子初始化为经典或量子态，或利用能级内量子关联，我们按需构造了 $SU(N)$ 自旋交换模型的整个同步/去同步动力学交叉。我们通过将关于经典可积性的 Liouville-Arnold 定理与将集体演化简化为有效少体动力学的拟设相结合，定量预测了不同动力学响应的出现。其中，我们发现了一个由量子关联诱导的同步混沌相，该相与集体原子动力学 Lyapunov 指数的一阶非平衡转变相关联。我们的推广包括对其他自旋交换量子模拟器的扩展，以及对非可积全连接相互作用系统动力学简化的普适猜想。