糾纏光子也可以用來改進成像和測量技術，弗勞恩霍夫應用光學和精密工程研究所的科學家，開發了一種量子成像解決方案，可以利用極端的光譜範圍和較少的光，促進對組織樣本的高度詳細觀察。雖然光學分析技術（如顯微鏡和光譜學）在可見光波長範圍內非常有效，但在紅外或太赫茲範圍內很快就達到了極限，然而，這正是有價值的信息隱藏的地方。
例如，蛋白質、脂質和其他生化成分等生物物質可以根據它們特有的分子振動來區分。這些振動是由中紅外到太赫茲範圍內的光激發，用傳統的測量技術很難檢測到。來自Fraunhofer IOF的量子研究員Markus Grfe博士說：如果能夠捕捉或誘導這些運動，就有可能確切地看到某些蛋白質、脂質和其他物質是如何在細胞樣本中分布的。例如，某些類型的癌症具有特定蛋白質濃度或表達。
這將意味著可以更有效地檢測和治療這種疾病，更精確地了解生物物質的分布，也可能帶來藥物研究的重大進展。但是，如何才能使來自這些極端波長範圍的信息變得可見呢？光子糾纏的量子力學效應，正在幫助研究人員利用不同波長的孿生光束。在干涉裝置中，雷射束穿過非線性晶體，在晶體中產生兩束糾纏光束。根據晶體性質的不同，這兩束光束可以有非常不同的波長，但是由於糾纏，它們仍然是相互連接的。
因此，當不可見紅外範圍內的一束光子，被發送到物體進行照明和相互作用時，它在可見光光譜中的雙子束被相機捕獲。由於糾纏的光粒子攜帶相同信息，即使到達相機的光從未與實際物體相互作用，也會產生圖像。看得見的「雙胞胎」本質上提供了對看不見雙胞胎正在發生事情的洞察。同樣的原理也可以用在紫外光譜範圍內：紫外光很容易損傷細胞，所以活的樣品對這種光非常敏感。
這極大地限制了可用於研究例如持續數小時或更長時間的細胞過程時間，由於在量子成像過程中較少的光線和較小的輻射劑量穿透組織細胞，因此可以在不破壞它們的情況下，以高解析度對它們進行更長時間的觀察和分析。研究能夠證明整個複雜的過程可以以一種堅固、微型和便攜的方式進行。研究人員目前正在努力使該系統更加微型，將其縮小到鞋盒大小，並進一步提高其解析度。
例如，研究人員希望實現的下一步是量子掃描顯微鏡，它將被用來掃描，而不是用廣域相機捕捉圖像，類似於雷射掃描顯微鏡。這將產生更高的解析度，低於1微米，從而能夠更詳細地檢查單個細胞內的結構，希望看到量子成像作為一項基本技術集成到現有顯微鏡系統中，從而降低行業用戶的門檻。研究匯集了應用光學和精密工程IOF研究所、物理測量技術IPM、微電子電路和系統IMS、工業數學ITWM、光電子、系統技術和圖像曝光IOSB以及雷射技術ILT的量子光學專業知識。
