基于单光子雪崩探测器的相机能精确测量单光子的到达时刻。如果使用短脉冲光源照射目标，计算光子从发射到返回的时间，就可以获得距离信息，这种方法称为3D成像。当然，必须使用弱激光以避免伤害人眼，相应地，必须采用能探测单光子的相机。

　　一个令人意外的事实是：尽管3D成像比2D成像提供的信息多，但目前的3D成像大多基于单像素光传感器，而不是传统的光传感器阵列。即：使用更少的传感器提供了更多的信息。单像素光传感器的优势在于，其远比感光阵列便宜。）

　　? 绕墙成像

　　如果有种技术，能使得你站在L形通道的一段，感知到通道的另一端有什么东西，那么它在避障、搜救等领域会大有用处。基于单光子雪崩探测器的相机就可以做到这一点。

　　这项技术的原理是：假定你在一条L形通道的一端，然后发射激光照射你正对着的墙壁。光子碰到墙会散射开来，碰到L形通道另一端的目标，然后一部分反射光子会被相机捕捉到，据此可以对目标成像。尽管原理不复杂，但是要探测这些多次反射后的微弱光子必须使用量子单光子传感器。

　　此外，从获得的光子中重建图像所需的计算量是传统计算机几乎不能承受的。

　　? 夜视成像

　　基于感光阵列的红外夜视成像设备成本很高，而单像素量子相机可以廉价地完成同样的工作。工作在近红外波段，物美价廉的量子夜视相机在不久的未来有望问世。此外，单像素传感器还可以集成在芯片上，成为光通信部件。

　　? 清晰成像

　　任何相机都无法完全避免噪声，即使是世界上最纯净的光——激光也一样，这是因为光是由分立的光子组成的，不可能无限细分。但是，通过量子技术，可以在很大程度上抑制噪声。

　　用晶体将激光分成两束相互纠缠的光子，这样两束光中的噪声成分相同。第1束光中的光子数目除以第2束光中的光子数目获得的比值不受噪声影响，而第1束光的轻微变化会影响这个比值，进而被探测到。如果不去除噪声，这种高灵敏度的探测是不可能的。

　　另外一种获得高质量图片的方法是利用原始图像和其他信息对图像进行后期处理。当相机采集到的光子数量非常小的时候，噪声光子很容易被分辨，进而被消除。

　　? 变色成像

　　过去，你用什么波段的光照射物体，就只能用工作在这个波段的相机拍照。然而，现在可以使用红外光照射物体，而用工作在可见光波段的相机拍照。

　　变色成像的具体方法是：用晶体将紫外激光分成1束可见光和1束红外激光。用红外激光照射物体，而用工作在可见光波段的相机接收可见光束。利用可见光和红外激光之间的量子纠缠特性，可以重建物体的图像。工作在可见光波段的相机比工作在红外波段的相机要灵敏得多，因此这种技术意义重大。

　　此外，变色成像还可以用于分析化学物质的组成，以提供分析的灵敏度。

　　? 隐蔽测距

　　激光测距仪广泛用于建筑和军事领域。不难想到，没有任何一个军人希望使用激光测距仪时被对手觉察到，而量子单光子成像可以达到这个目的——每次只发射1个光子而不是发射由无数光子组成的光束，即可完成测距。如此低的光强度几乎不可能被对手发现。

　　市场应用

　　医学领域是量子成像技术的最大潜在市场之一。X光机发射的电离辐射会伤害人体，而不久的将来，基于量子成像技术的X光成像设备有望极大降低发射功率，尽量避免电离辐射对人体的伤害。到2020年，这块市场蛋糕有望达到334亿美元。

　　红外成像领域是另一个潜在市场。一个经典应用是：在存在气体泄漏的火场中，消防员可以使用红外成像设备，穿透烟雾，发现气体的泄漏点。红外成像市场在2022年的预期规模为112亿美元。