除增强型导航之外，量子传感器还能用于提高成像的精度和灵敏性、探测低可观测水下和空中平台。这些传感器可安装在近地轨道(low Earth orbit，LEO)卫星或飞机、地面和海上平台上，包括UUV和USV上。
量子重力仪和磁力仪具有特殊的应用前景，因为这些传感器能探测到由诸如隧道等人造地下或水下结构所引起的环境下重力场或磁场的细微变化或扰动。特别是量子重力仪，被认为是能提供地球地表/水面和地面/水面以下厘米级的精度。
从军事角度看，量子磁力仪尤其适合于水下情报、监视和侦察(ISR)，研究人员建议该类系统可用于潜艇探测和水雷识别。用这些传感器探测到潜艇的距离可能达6 km，如采用改进后的噪声抑制技术，探测距离还会更大。
然而，量子磁力仪非常灵敏，这意味着它们易受干扰。因此，背景噪声甚至地球磁场的微小波动及太阳风暴等诱因，都会影响到它的效能。
位于布拉格(Prague)的捷克技术大学(Czech Technical University)的量子安全研究学者Michal Krelina在2021年11月的《EPJ量子技术》(EPJ Quantum Technology)期刊上发表的“量子技术的军事应用”(“Quantum technology for military applications”)一文中提到，高分辨率量子磁力和重力传感器的进一步军事应用包括：能从LEO上探测到伪装车辆、飞机、搜索舰队或单独的舰船。然而，一位不愿透露姓名的量子传感教授对此提出质疑。他们认为，量子增强雷达，特别是机载平台上的量子增强雷达更实用。
除了水下和空中目标，Krelina建议这些高分辨率传感器也能用于探测诸如地下燃料库、研究设施以及导弹发射井等地下结构设施，或掩埋的爆炸物。
量子传感中另一个感兴趣的军事领域是量子成像，它能提供更好的物体分辨率和在挑战性环境中观测的能力。这类系统是SPAD(Single Photon Avalanche Detectors，单光子雪崩探测器)，这是一种与脉冲式照明源相联的非常灵敏的单光子探测器。Krelina补充道，将SPAD集成为一个阵后，它就能方便地探测到视线外的物体，如藏在角落中的物体。
兰德公司(RAND Corporation)物理学家Edward Parker在他2021年10月的一份报告“量子技术的商业和军事应用及其时间表”(“Commercial and military applications and timelines for quantum technology”)中写道：量子传感的另一个应用是“鬼”成像(ghost imaging)技术，利用光的独特特性和非常微弱的照明光束来探测远程的物体(译注：“鬼”成像又称双光子成像(two-photon imaging)或关联成像(correlated imaging)，是一种利用双光子复合探测恢复待测物体空间信息的新型成像技术。可让一台高分辨率照相机对一个它本身并不能看到的物体成像，方法是使用2个传感器，一个对着光源，另一个对着这一物体，利用光子纠缠的特性进行成像。这些光束不但非常难以探测且适合隐蔽作战，也能实现在最低光照条件下的成像。它们能穿透主要大气遮蔽物，如浓烟或云。
简单地说，它是一种无需直接拍摄物体而创建物体图像的技术。它是利用光模式之间的相关性来重构图像，类似于我们可根据阴影和声音来了解屋中的某人一样。
Parker说，美国陆军研究实验室(US Army Research Laboratory)的研究人员已建议将“鬼”成像用于地面和UAV的远距离ISR。
