Many unique attributes of quantum cryptography arise from the no-cloning property of quantum information. We study this using two closely-related types of uncloneability game: no-cloning and monogamy-of-entanglement games. In a no-cloning game, a referee sends a quantum state encoding classical information to two cooperating players who split the state, then try simultaneously guessing the information, provided the key. In a monogamy-of-entanglement game, two cooperating players try to guess the referee's measurement result on a tripartite state the players prepared. In this work, we prove winning probability bounds on no-cloning games based on coset states, which have the interesting property that the players guess two different strings. We also show a rigidity property for the original monogamy-of-entanglement game, letting it be used as a test of separability. Finally, we apply these properties to construct a variety of novel cryptographic protocols for uncloneable encryption, quantum key distribution, bit commitment, and randomness expansion.

Ce mémoire étudie le problème ancestral 1 de déterminer la puissance relative de l’intrication préalable en complexité de la communication comparée à la communication quantique. L’idée maîtresse du mémoire est d’opérer un rapprochement entre la complexité de la communication et la théorie des jeux non-locaux. Spécifiquement, nous contemplons une variété de manières de convertir des jeux non-locaux pour lesquels il est su que beaucoup d’intrication est requise en problèmes de complexité de la communication. Ce faisant, nous obtenons les problèmes de communications affichant les plus grands écarts connus à ce jour entre les deux modèles pour des problèmes fonctionnels. / Ce mémoire étudie le problème ancestral 1 de déterminer la puissance relative de l’intrication préalable en complexité de la communication comparée à la communication quantique. L’idée maîtresse du mémoire est d’opérer un rapprochement entre la complexité de la communication et la théorie des jeux non-locaux. Spécifiquement, nous contemplons une variété de manières de convertir des jeux non-locaux pour lesquels il est su que beaucoup d’intrication est requise en problèmes de complexité de la communication. Ce faisant, nous obtenons les problèmes de communications affichant les plus grands écarts connus à ce jour entre les deux modèles pour des problèmes fonctionnels.