現(xiàn)代文明離不開成像技術(shù)，但是大多數(shù)照片只能捕捉可見光波段的信息，并且只能產(chǎn)生二維圖像。相反，現(xiàn)實(shí)世界是三維的，物體發(fā)射和反射的電磁波信息覆蓋整個(gè)電磁波段，從無線電波到可見光再到伽馬射線。量子相機(jī)可以拍攝3D照片，甚至可以捕捉到位于相機(jī)視野之外，但正向相機(jī)運(yùn)動(dòng)的物體發(fā)出的信號。這種“隔山有眼”式的技術(shù)不僅對無人駕駛汽車非常重要，也在醫(yī)療、軍事、公共安全、交通和制造業(yè)領(lǐng)域有廣闊的用武之地。基于單光子雪崩探測器的成像技術(shù)，該技術(shù)可以在短曝光時(shí)間內(nèi)有效探測單光子，從而實(shí)現(xiàn)3D總有機(jī)碳分析儀成像、繞墻成像和非可見光波段成像。利用量子效應(yīng)提高感光能力的成像技術(shù)，該技術(shù)可以拍攝出比傳統(tǒng)相機(jī)對比度更高的照片，并將照片中的噪聲降低到比經(jīng)典物理學(xué)設(shè)定的理論下限還要低的程度。

量子成像技術(shù)并非只能處理電磁波。目前，基于量子力學(xué)制造的高靈敏度重力傳感器，可以通過探測不同區(qū)域重力場的細(xì)微變化以對地下成像，獲得石油蘊(yùn)藏區(qū)域、地下空穴和地下管網(wǎng)的信息。基于單光子雪崩探測器的相機(jī)能精確測量單光子的到達(dá)時(shí)刻。如果使用短脈沖光源照射目標(biāo)，計(jì)算光子從發(fā)射到返回的時(shí)間，就可以獲得距離信息，這種方法稱為3D成像。當(dāng)然，必須使用弱激光以避免傷害人眼，相應(yīng)地，必須采用能探測單光子的相機(jī)。一個(gè)令人意外的事實(shí)是：盡管3D成像比2D成像提供的信息多，但目前的3D成像大多基于單像素光傳感器，而不是傳統(tǒng)的光傳感器陣列。即：使用更少的傳感器提供了更多的信息。單像素光傳感器的優(yōu)勢在于，其遠(yuǎn)比感光陣列便宜。）