下轉換光子經分束器PBS後分成兩路，分別稱為信號光和閒置光。待成像物體置於信號光一路，用一個無空間分辨能力的桶探測器接收；閒置光一路無待測物體，信息由可探測空間光場分布的空間探測器接收。
因此，無論是信號光還是閒置光，任何一路的單獨測量都無法成像，但兩路的符合關聯計數卻能恢復物體的像。量子成像的實現歸功於1956年Brown等［1］利用二階光強幹涉的方法測量雙星角半徑的實驗，而在此之前，光的幹涉都是基於相干光源的一階幹涉實驗。
在Brown等的實驗中，幹涉不再要求必須是相干光源，因此產生幹涉的兩束光的光程差幾乎不影響測量結果，大大提高了實驗的抗幹擾性。
1994年，Ribeiro等利用糾纏光子對首次觀測到非相干光源下的楊氏雙縫幹涉現象；Shih等和Pittman等觀測到滿足高斯成像公式的量子幾何成像；隨後，Strekalov等實現了量子幹涉和量子衍射實驗；
1999年，Fonseca等觀測到雙縫的亞波長幹涉現象，即幹涉條紋間距為同波長相干光幹涉條紋間距的一半，可見量子成像可以實現超越衍射極限的超分辨成像。以上實驗都是基於糾纏光源實現的，那麼「糾纏」是量子成像的必要條件嗎？
答案是否定的。自2002年起，隨著贗熱光源關聯成像、真實光源關聯成像、非相干熱光場無透鏡關聯成像和亞波長幹涉相繼實現，經典熱光場的關聯成像也得以證實。人們發現關聯成像不僅可以用基於糾纏光子的量子理論來解釋，同時也可以用基於統計光學的經典理論來解釋。