本论文围绕旋量玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）中的自旋交换动力学,分别从动力学现象（反映的普适性）、自旋交换动力学的产生与调节,以及动力学的优化控制等三个方面开展研究。我们发现有限系统的临界动力学行为在不同驱动速率下表现出不同的定性规律。源自驱动过程中量子系统在临界点附近特征尺度的竞争:驱动速率决定的NKZ和系统尺寸N。当NKZ占优作为主导因素时（NNZ＜N）,系统具有动力学普适性,热力学极限下的激发概率满足正比于T-1的Kibble-Zurek标度（τ为驱动时间）;而当有限尺寸效应占优时（N＜NKZ）,驱动过程对于系统的扰动为简单微扰,这时激发满足一般有能隙系统的T-2关系。我们给出了实验上可验证的动力学标度假说函数,在有限实验系统中,此动力学标度函数可以给相变动力学过程中的普适性予以更完整的描述。此外,类比于基态的量子相变现象,我们还讨论了激发态中存在的量子相变现象。激发态量子相变标示着在能谱上本征态性质的转变,并可以通过淬火动力学中的演化行为来表征。针对旋量BEC实验系统中自旋交换相互作用强度较弱且难以调节的问题,我们提出使用单个腔场模式辅助原子间等效的自旋交换过程。等效的强度以及二阶Zeeman场大小可以通过激光的泵浦强度和失谐值来调节。对于典型的实验参数,我们的方案估计可以诱导的自旋交换速率可远大于两体碰撞的自旋交换速率;并且此方案中腔模光子数始终保持较低水平,原子与光场处于大失谐条件,因而腔的耗散和原子自发辐射过程对辅助的自旋动力学过程影响较小。最后,我们还研究了量子态制备过程中的动力学优化控制问题。不同于传统的基于绝热演化思路的优化方法,我们使用强化学习方法实现twin-Fock态制备过程中二阶Zeeman场时序的优化控制,得到了显著优于绝热线性扫描的调控曲线。通过强化学习算法得到的策略具有直观的物理可解释性。优化策略对控制场的噪声影响具有良好的鲁棒性,并可直接用在近邻大小粒子数的系统中,体现了策略良好的泛化能力。