Skip to main content
Erschienen in: Jahresbericht der Deutschen Mathematiker-Vereinigung 1/2017

15.09.2016 | Survey Article

Free Probability Theory

And Its Avatars in Representation Theory, Random Matrices, and Operator Algebras; also Featuring: Non-commutative Distributions

verfasst von: Roland Speicher

Erschienen in: Jahresbericht der Deutschen Mathematiker-Vereinigung | Ausgabe 1/2017

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

This article is an invitation to the world of free probability theory. This theory was introduced by Dan Voiculescu at the beginning of the 1980’s and has developed since then into a vibrant and very active theory which connects with many different branches of mathematics. We will motivate Voiculescu’s basic notion of “freeness”, and relate it with problems in representation theory, random matrices, and operator algebras. The notion of “non-commutative distributions” is one of the central objects of the theory and awaits a deeper understanding.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Jahresbericht der Deutschen Mathematiker-Vereinigung

Der „Jahresbericht der Deutschen Mathematiker-Vereinigung (DMV)“ versteht sich als ein Schaufenster für Mathematik. In Übersichtsartikeln und Berichten aus der Forschung soll für möglichst viele LeserInnen verständlich und interessant über aktuelle und wichtige Entwicklungen der Mathematik berichtet werden.

Springer Professional "Wirtschaft"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 340 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Versicherung + Risiko




Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Weitere Produktempfehlungen anzeigen
Literatur
1.
Zurück zum Zitat Akemann, G., Baik, J., Di Francesco, P.: The Oxford Handbook of Random Matrix Theory. Oxford University Press, London (2011) MATH Akemann, G., Baik, J., Di Francesco, P.: The Oxford Handbook of Random Matrix Theory. Oxford University Press, London (2011) MATH
2.
Zurück zum Zitat Anderson, G., Guionnet, A., Zeitouni, O.: An Introduction to Random Matrices. Cambridge Studies in Advanced Mathematics, vol. 118. Cambridge University Press, Cambridge (2010) MATH Anderson, G., Guionnet, A., Zeitouni, O.: An Introduction to Random Matrices. Cambridge Studies in Advanced Mathematics, vol. 118. Cambridge University Press, Cambridge (2010) MATH
4.
Zurück zum Zitat Belinschi, S.T., Bercovici, H.: A new approach to subordination results in free probability. J. Anal. Math. 101(1), 357–365 (2007) MathSciNetCrossRefMATH Belinschi, S.T., Bercovici, H.: A new approach to subordination results in free probability. J. Anal. Math. 101(1), 357–365 (2007) MathSciNetCrossRefMATH
5.
Zurück zum Zitat Belinschi, S.T., Mai, T., Speicher, R.: Analytic subordination theory of operator-valued free additive convolution and the solution of a general random matrix problem. Journal für die reine und angewandte Mathematik (Crelles Journal) (2013) Belinschi, S.T., Mai, T., Speicher, R.: Analytic subordination theory of operator-valued free additive convolution and the solution of a general random matrix problem. Journal für die reine und angewandte Mathematik (Crelles Journal) (2013)
6.
Zurück zum Zitat Bercovici, H., Voiculescu, D.: Free convolution of measures with unbounded support. Indiana Univ. Math. J. 42(3), 733–774 (1993) MathSciNetCrossRefMATH Bercovici, H., Voiculescu, D.: Free convolution of measures with unbounded support. Indiana Univ. Math. J. 42(3), 733–774 (1993) MathSciNetCrossRefMATH
8.
Zurück zum Zitat Biane, P.: Free probability and combinatorics. In: Proc. ICM 2002, Beijing, vol. II, pp. 765–774 (2002) Biane, P.: Free probability and combinatorics. In: Proc. ICM 2002, Beijing, vol. II, pp. 765–774 (2002)
9.
10.
Zurück zum Zitat Chistyakov, G., Götze, F.: The arithmetic of distributions in free probability theory. Open Math. 9(5), 997–1050 (2011) MathSciNetMATH Chistyakov, G., Götze, F.: The arithmetic of distributions in free probability theory. Open Math. 9(5), 997–1050 (2011) MathSciNetMATH
11.
Zurück zum Zitat Couillet, R., Debbah, M.: Random Matrix Methods for Wireless Communications. Cambridge University Press, Cambridge (2011) CrossRefMATH Couillet, R., Debbah, M.: Random Matrix Methods for Wireless Communications. Cambridge University Press, Cambridge (2011) CrossRefMATH
13.
Zurück zum Zitat Féray, V., Śniady, P.: Asymptotics of characters of symmetric groups related to Stanley character formula. Ann. Math. 173(2), 887–906 (2011) MathSciNetCrossRefMATH Féray, V., Śniady, P.: Asymptotics of characters of symmetric groups related to Stanley character formula. Ann. Math. 173(2), 887–906 (2011) MathSciNetCrossRefMATH
14.
Zurück zum Zitat Figa-Talamanca, A., Steger, T.: Harmonic analysis for anisotropic random walks on homogeneous trees. Mem. Am. Math. Soc. 110(531), 531 (1994) MathSciNetMATH Figa-Talamanca, A., Steger, T.: Harmonic analysis for anisotropic random walks on homogeneous trees. Mem. Am. Math. Soc. 110(531), 531 (1994) MathSciNetMATH
16.
Zurück zum Zitat Haagerup, U.: On Voiculescu’s R- and S-transforms for free non-commuting random variables. In: Free Probability Theory, Fields Institute Communications, vol. 12, pp. 127–148 (1997) Haagerup, U.: On Voiculescu’s R- and S-transforms for free non-commuting random variables. In: Free Probability Theory, Fields Institute Communications, vol. 12, pp. 127–148 (1997)
17.
Zurück zum Zitat Haagerup, U.: Random matrices, free probability and the invariant subspace problem relative to a von Neumann algebra. In: Proc. ICM 2002, Beijing, vol. I, pp. 273–290 (2002) Haagerup, U.: Random matrices, free probability and the invariant subspace problem relative to a von Neumann algebra. In: Proc. ICM 2002, Beijing, vol. I, pp. 273–290 (2002)
18.
Zurück zum Zitat Kaliuzhnyi-Verbovetskyi, D.S., Vinnikov, V.: Foundations of Free Noncommutative Function Theory, vol. 199. Am. Math. Soc., Providence (2014) MATH Kaliuzhnyi-Verbovetskyi, D.S., Vinnikov, V.: Foundations of Free Noncommutative Function Theory, vol. 199. Am. Math. Soc., Providence (2014) MATH
19.
Zurück zum Zitat Kerov, S.V.: Transition probabilities for continual young diagrams and the Markov moment problem. Funct. Anal. Appl. 27(2), 104–117 (1993) MathSciNetCrossRefMATH Kerov, S.V.: Transition probabilities for continual young diagrams and the Markov moment problem. Funct. Anal. Appl. 27(2), 104–117 (1993) MathSciNetCrossRefMATH
22.
Zurück zum Zitat Mingo, J., Speicher, R.: Free Probability and Random Matrices. Fields Institute Monographs. Springer (2017, to appear) Mingo, J., Speicher, R.: Free Probability and Random Matrices. Fields Institute Monographs. Springer (2017, to appear)
23.
25.
Zurück zum Zitat Novak, J., Sniady, P.: What is …a free cumulant? Not. Am. Math. Soc. 58(2), 300–301 (2011) MathSciNetMATH Novak, J., Sniady, P.: What is …a free cumulant? Not. Am. Math. Soc. 58(2), 300–301 (2011) MathSciNetMATH
26.
Zurück zum Zitat Radulescu, F.: Random matrices, amalgamated free products and subfactors of the von Neumann algebra of a free group, of noninteger index. Invent. Math. 115(1), 347–389 (1994) MathSciNetCrossRefMATH Radulescu, F.: Random matrices, amalgamated free products and subfactors of the von Neumann algebra of a free group, of noninteger index. Invent. Math. 115(1), 347–389 (1994) MathSciNetCrossRefMATH
27.
Zurück zum Zitat Raum, S., Weber, M.: The full classification of orthogonal easy quantum groups. Commun. Math. Phys. 341(3), 751–779 (2016) MathSciNetCrossRefMATH Raum, S., Weber, M.: The full classification of orthogonal easy quantum groups. Commun. Math. Phys. 341(3), 751–779 (2016) MathSciNetCrossRefMATH
28.
Zurück zum Zitat Shlyakhtenko, D.: Free probability, planar algebras, subfactors and random matrices. In: Proc. ICM 2010, Hyderabad, vol. III, pp. 1603–1623 (2010) Shlyakhtenko, D.: Free probability, planar algebras, subfactors and random matrices. In: Proc. ICM 2010, Hyderabad, vol. III, pp. 1603–1623 (2010)
29.
Zurück zum Zitat Speicher, R.: Multiplicative functions on the lattice of non-crossing partitions and free convolution. Math. Ann. 298(1), 611–628 (1994) MathSciNetCrossRefMATH Speicher, R.: Multiplicative functions on the lattice of non-crossing partitions and free convolution. Math. Ann. 298(1), 611–628 (1994) MathSciNetCrossRefMATH
30.
Zurück zum Zitat Speicher, R.: Free probability and random matrices. In: Proc. ICM 2014, vol. III, pp. 477–501 (2014) Speicher, R.: Free probability and random matrices. In: Proc. ICM 2014, vol. III, pp. 477–501 (2014)
31.
Zurück zum Zitat Tulino, A.M., Verdú, S.: Random Matrix Theory and Wireless Communications. Foundations and Trends® in Communications and Information Theory: Vol. 1. Now Publishers, Hanover (2004) MATH Tulino, A.M., Verdú, S.: Random Matrix Theory and Wireless Communications. Foundations and Trends® in Communications and Information Theory: Vol. 1. Now Publishers, Hanover (2004) MATH
32.
Zurück zum Zitat Vershik, A.M., Kerov, S.V.: Asymptotic theory of characters of the symmetric group. Funct. Anal. Appl. 15(4), 246–255 (1981) MathSciNetCrossRefMATH Vershik, A.M., Kerov, S.V.: Asymptotic theory of characters of the symmetric group. Funct. Anal. Appl. 15(4), 246–255 (1981) MathSciNetCrossRefMATH
33.
Zurück zum Zitat Voiculescu, D.: Symmetries of some reduced free product C*-algebras. In: Operator Algebras and Their Connections with Topology and Ergodic Theory, pp. 556–588 (1985) CrossRef Voiculescu, D.: Symmetries of some reduced free product C*-algebras. In: Operator Algebras and Their Connections with Topology and Ergodic Theory, pp. 556–588 (1985) CrossRef
35.
Zurück zum Zitat Voiculescu, D.: Circular and semicircular systems and free product factors. In: Operator Algebras, Unitary Representations, Enveloping Algebras and Invariant Theory, Paris, 1989, vol. 92, pp. 45–60 (1990) Voiculescu, D.: Circular and semicircular systems and free product factors. In: Operator Algebras, Unitary Representations, Enveloping Algebras and Invariant Theory, Paris, 1989, vol. 92, pp. 45–60 (1990)
37.
Zurück zum Zitat Voiculescu, D.: The analogues of entropy and of Fisher’s information measure in free probability theory III: the absence of Cartan subalgebras. Geom. Funct. Anal. 6(1), 172–199 (1996) MathSciNetCrossRefMATH Voiculescu, D.: The analogues of entropy and of Fisher’s information measure in free probability theory III: the absence of Cartan subalgebras. Geom. Funct. Anal. 6(1), 172–199 (1996) MathSciNetCrossRefMATH
38.
Zurück zum Zitat Voiculescu, D.: A strengthened asymptotic freeness result for random matrices with applications to free entropy. Int. Math. Res. Not. 1998, 41–63 (1998) MathSciNetCrossRefMATH Voiculescu, D.: A strengthened asymptotic freeness result for random matrices with applications to free entropy. Int. Math. Res. Not. 1998, 41–63 (1998) MathSciNetCrossRefMATH
40.
Zurück zum Zitat Williams, J.D.: Analytic function theory for operator-valued free probability. Journal für die reine und angewandte Mathematik (Crelles Journal) (2013) Williams, J.D.: Analytic function theory for operator-valued free probability. Journal für die reine und angewandte Mathematik (Crelles Journal) (2013)
41.
Zurück zum Zitat Woess, W.: Random Walks on Infinite Graphs and Groups. Cambridge Tracts in Mathematics, vol. 138. Cambridge University Press, Cambridge (2000) CrossRefMATH Woess, W.: Random Walks on Infinite Graphs and Groups. Cambridge Tracts in Mathematics, vol. 138. Cambridge University Press, Cambridge (2000) CrossRefMATH
Metadaten
Titel
Free Probability Theory
And Its Avatars in Representation Theory, Random Matrices, and Operator Algebras; also Featuring: Non-commutative Distributions
verfasst von
Roland Speicher
Publikationsdatum
15.09.2016
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
Erschienen in
Jahresbericht der Deutschen Mathematiker-Vereinigung / Ausgabe 1/2017
Print ISSN: 0012-0456
Elektronische ISSN: 1869-7135
DOI
https://doi.org/10.1365/s13291-016-0150-5

Weitere Artikel der Ausgabe 1/2017

Jahresbericht der Deutschen Mathematiker-Vereinigung 1/2017 Zur Ausgabe

Preface

Preface