具有全球控制领域的模拟量子模拟器已成为探索复杂量子现象的强大平台。 最近的突破,例如对数千个原子的相干控制,突显了量子应用在规模上日益增长的潜力。 尽管取得了这些进展,但一个基本理论问题仍未解决:这些系统在多大程度上能够实现全球控制下的通用量子动力学? 在这里,我们仅使用全局脉冲控制为通用量子计算建立了一个必要和充分的条件,证明广泛的模拟量子模拟器实际上是通用的。 我们进一步将这个框架扩展到费米奥和玻色子系统,包括光学超晶格中的超冷原子等现代平台。 至关重要的是,为了将理论可能性与实验现实联系起来,我们将一种新的控制技术引入实验 - 直接量子最优控制。 这种方法能够合成复杂的有效Hamiltonians,并使我们能够结合现实的硬件约束。 为了展示其实际能力,我们通过实验设计封锁制度之外的三体相互作用,并在Rydberg原子阵列上演示拓扑动力学。 使用新的控制框架,我们通过识别实现高保真动力学的平滑,短时脉冲,克服了关键的实验挑战,包括硬件限制和非阻塞机制的原子位置波动。 实验测量揭示了对称保护-拓扑边缘模式的动态特征,证实了我们方法的表现力和可行性。 我们的工作为量子模拟开辟了一条超越本地硬件Hamiltonians的新途径,实现了有效的多体相互作用的工程,并通过全球控制的模拟平台推进了量子信息处理的前沿。