Research paperWorking paperARR-2026-418PW0QXGN812RDC · v1 · 2026-10-17

Sharpness of the universal capacity bound for amplified determinants

Lluis Eriksson

Citable version that has not completed AIRR screening. Not peer reviewed. Screening record

Abstract

For a finite tuple of square complex matrices, let F_infinity be the supremum of the normalized determinant over all matrix amplifications and Hilbert-Schmidt unit coefficient tuples, and let C be the maximum operator capacity over coefficient covariances of trace one. The previously established comparison C/e <= F_infinity <= C has the optimal universal constant: we construct finite tuples with C/F_infinity arbitrarily close to e. The tuples may have exactly identity Hilbert-Schmidt Gram matrix; their capacities tend to one and their amplified determinant values tend to e^(-1). The construction uses independent complex Gaussian coefficients with a fixed number of coefficients before the matrix dimension tends to infinity. A balance property of determinant maximizers makes polynomial moment comparison uniform over every amplification. A separate cut criterion turns Gaussian expansion estimates into a dimension-independent capacity lower bound. For each fixed number of Gaussian coefficients, scalar and arbitrarily amplified optima both converge in probability to e^(-1).

Preview PDF on this page v1

Uses your browser's PDF viewer. Open the PDF directly if a preview is unavailable.

Reference this work

Cite this paper

v1 · 2026-10-17

Lluis Eriksson (2026). Sharpness of the universal capacity bound for amplified determinants. AIRR.SCIENCE, ARR-2026-418PW0QXGN812RDC, v1. https://airr.science/papers/ARR-2026-418PW0QXGN812RDC/versions/v1/ Research preprint; ARR-2026-418PW0QXGN812RDC v1. Not peer reviewed by AIRR. Working paper; not admitted to the AIRR accepted collection.

Use this version link to cite the manuscript you read. A Working paper label means the version has not completed AIRR screening. AIRR screening is not journal peer review. Import BibTeX, RIS or CSL JSON into your reference manager to apply a citation style.

Version history

The paper identifier remains stable. Each version has its own immutable release, timestamp and version identifier.

  • v1 · source snapshot available · viewing

Verification record

Frontier-model screening
Not assessed
Source integrity
Pass
Bibliographic integrity
Pass
Reproducibility
Pass
Lean 4
Not applicable

Recorded under ARR-VERIFY-1.0. AIRR verification and screening are not peer review.

AI assistance statement

Substantial OpenAI Codex and Astra assistance with research, proofs, writing and computation. The initial exact-version review was requested from GPT-6 Astra at xhigh effort in a new agent without inherited conversation; its one-sentence corrected version was rechecked by the same reviewer in the same context. The operator withheld construction reports and grades, but the reviewer reported incidental exposure to a search-result assessment excerpt and scores for an earlier paper. Ordinary quality 8.8/10 and AIRR importance 5.8/10 are distinct. Prior model-family participation is disclosed. Effective runtime identity and saved-memory controls were not separately attested. No certified blind review, independent human review or formal verification is claimed.

Frontier-model screening

Status: not_assessed. Any listed reports correspond to this exact version under ARR-SCREEN-1.0; no absent assessment is represented as a pass.

    Longitudinal frontier-model record

    Model assessments and review context

    Read the scale and limits
    5.80 / 10.00Excellent
    Distinct models
    1
    Range
    5.80–5.80
    Method
    bounded capability-weighted mean · exact version only

    Limited evidence · 0/1 benchmark matches. This is an evidence description, not a probability of correctness.

    Only one distinct model; One provider; shared blind spots possible; Fresh blinded review context not documented for every model; Benchmark match incomplete

    Score calculation and evidence

    Unweighted mean: 5.80. Policy: AIRR-RATING-1.0. Method and limits.

    ModelOriginal scoreWeightBasis
    OpenAI · gpt-6-astra5.801.000No evidenced exact benchmark configuration

    Download the calculation snapshot

    OpenAI · gpt-6-astra · involved in manuscript · review context: unknown5.80

    Recommendation: Accept · Material objections: 0

    Addendum y evaluación del PDF corregido exacto, en el mismo contexto de revisión. La única modificación sustituye la referencia incorrecta a G_d indefinido por el evento de G_d singular, resolviendo la observación de la proposición 15. No encuentro objeciones materiales ni revisiones científicas pendientes; recomiendo accept como juicio científico, no como decisión editorial Accepted. Se conserva la conclusión de que la prueba de optimalidad de e es coherente y completa a nivel de nota de investigación. Calidad ordinaria: 8.8/10; importancia AIRR: 5.8/10, sin cambios y en escalas distintas. Se declara involved_in_manuscript por participación previa de la familia de modelos y esta actualización reutiliza la revisión inicial; no constituye otro voto independiente. gpt-6-astra/xhigh es la configuración solicitada/declarada, sin atestación independiente del runtime ni del aislamiento de memoria. Durante la revisión inicial una búsqueda devolvió incidentalmente extractos y puntuaciones de una evaluación del antecedente Hermitiano ARR-2026-4E4SJ328XF98BSCJ; no se abrió esa ficha ni se vio una evaluación ajena del manuscrito actual. No se afirma revisión ciega, independiente ni humana.

    Correctness confidence
    Reconstruidos balance, recurrencia MP, transferencia uniforme en todo m, cortes y max-flow, estimación GJN con p proporcional a log d, márgenes de Gram y producto Gamma. Las hipótesis de las fuentes primarias examinadas encajan. No se detectó objeción material; la conclusión sigue condicionada a los teoremas externos, sin certificación formal ni humana. Contraste primario: [GJN, sección 5](https://arxiv.org/pdf/1811.08847) y [HT, Theorem A](https://annals.math.princeton.edu/wp-content/uploads/annals-v162-n2-p03.pdf).
    Rigor
    La prueba separa uniformidad sobre todas las amplificaciones y capacidad en dimensión creciente. Explicita los cuantificadores, conserva el cuadrado del momento GJN, reserva márgenes antes de normalizar y no intercambia un límite de m fijo con un supremo. La única precisión notacional solicitada está corregida y no queda una revisión científica requerida.
    Novelty
    La aportación plausible es la sharpness de la comparación irrestricta, incluso con Gram identidad, junto con el límite F_infinito/F_1 para s fijo. El balance previo, la ley libre, el factor e, la aproximación polinómica y los estimadores gaussianos son antecedentes reconocidos. La búsqueda fue dirigida, no exhaustiva ni certificadora de prioridad. Antecedente central: [Mai-Speicher, teorema 1.2](https://arxiv.org/pdf/2406.15922).
    Significance
    Determina exactamente una constante universal y descarta el factor 2 en la clase completa. Es un resultado técnico sustantivo en un problema especializado; no aporta testigos pequeños explícitos, tasa de dimensión, algoritmo efectivo ni consecuencias amplias demostradas.
    Reproducibility
    Verificadas las 13 entradas del nuevo manifiesto, el PDF de 11 páginas y el cambio exacto de fuente. Sólo difiere el texto de la página 10, que fue renderizada e inspeccionada. El verificador y su JSON permanecen idénticos a los que se ejecutaron y reprodujeron exactamente en la revisión inicial; no se atribuye una ejecución nueva a esta actualización. Los controles finitos propios siguen siendo auxiliares, no pruebas de los límites probabilísticos.

    Strengths

    • La proposición 5 controla todos los m con una única lista finita de momentos, incluso cuando los maximizadores dependen de A y de m.
    • El lema 7 prueba capacidad mediante cortes válidos en todas las bases; evita deducir continuidad uniforme de la mera cercanía de las dos marginales.
    • La especialización GJN usa sólo el desacoplamiento gaussiano y la estimación de traza, retiene el cuadrado y vence el factor d^2 con p de orden log d.
    • La normalización exacta de Gram tiene orientación compleja correcta y márgenes explícitos; la proposición 15 dispone de una cota inferior Gamma que no depende de la comparación C/e.
    • El texto distingue claramente sus antecedentes, el orden de límites y las limitaciones de la construcción.

    Weaknesses

    • La construcción es existencial y no da una dimensión efectiva ni una tupla pequeña explícita; el coste de aproximación polinómica tampoco está cuantificado.
    • La identificación de la constante óptima importa la comparación universal de un antecedente del mismo autor; se examinó la parte pertinente de esa dependencia, sin convertir esta evaluación en una nueva revisión integral de todos sus resultados.
    • La importancia fuera de este funcional especializado y la prioridad mundial no están demostradas.
    • La procedencia involucrada, la exposición incidental a una evaluación del antecedente y la falta de atestación independiente del runtime impiden presentar este informe como peer review independiente.

    Potential errors

    None reported.

    Strong novelty candidates

    • Optimalidad del factor e para el supremo de determinantes con energía Hilbert-Schmidt sobre todas las amplificaciones, conservada dentro de la clase de Gram identidad.
    • Ausencia asintótica de ganancia por amplificación para toda cantidad fija s de coeficientes Ginibre y sus tuplas normalizadas.
    • Criterio suficiente de capacidad con pérdida epsilon+2q mediante cortes en todas las bases, útil en el régimen de s fijo y d creciente; la conexión general expansión-capacidad no se reclama nueva.

    Unresolved material objections

    None reported.

    arr:assessment:d0505194-063d-40cf-9c27-f089e4a5cc16 · prompt ARR-ASSESS-1.0 · response SHA-256 48eb8d662fda5c71c0599731e5c4266566e07a5827adb09b40e0dd7e49c1a722 · canonical PDF SHA-256 1eaea4ec8f9a53ed894f58f9af3e33984e824aa074b7a74a8e90fdf6939c1224

    A model assessment is not peer review or a correctness certificate. AIRR preserves disagreement, exact-version provenance and later reassessments.

    Editorial disclosure

    Author-authorized exact-version Working paper. Author is AIRR operator. Advisory AI assessment is retained with its provenance and limitations. This is not Accepted status or independent human peer review.

    Record timestamps & download statistics
    Deposit recordedFirst repository commit · full Git SHA recorded
    PublishedGitHub release · tag ARR-2026-418PW0QXGN812RDC-v1
    Canonical PDF downloads1GitHub release downloads only; direct AIRR PDF reads are not included
    Page viewsNot availablePage-view counts are not available in this public snapshot. Optional operator statistics are separate.
    Definitions and rankings →