Free probability for pairs of faces II: $2$-variables bi-free partial $R$-transform and systems with rank $\le1$ commutation

Abstract

. We compute the generating series for the simplest class of bi-free cumulants, beyond the free cumulants, the two-bands bi-free cumulants of a pair of a left and a right variable. We also consider two-faced systems with a commutation condition implying that two-bands moments, that is expectation values of the product of a monomial of left and a monomial of right variables determine the other moments. Examples include hyponormal operators, dual systems in free entropy theory and bi-partite systems. Résumé. Pour une paire de variables, une gauche et une droite, nous calculons la série génératrice des plus simples cumulants bi-libres au-delà des cumulants libres. On considère aussi des systèmes à deux faces, satisfaisant une condition de commutation qui assure que les moments à deux bandes, c’est-à-dire les espérances des produits d’un monôme de variables gauches et d’un monôme de variables droites, déterminent tous les autres moments non-commutatifs. Les opérateurs hyponormaux, les systèmes duaux de la théorie de l’entropie libre, ainsi que les systèmes bipartites, fournissent des exemples.