本实用新型涉及一种光量子探测系统以及光量子多相双向流量计，包括设置于节流元件两侧的发射器和探测模块，所述发射器为光量子源，用于发射光量子；节流元件用于流体通过，发射器和探测模块位于节流元件喉部段的两侧；所述探测模块为探测器阵列，包括多个排布为矩阵形式的探测单元，每个探测单元用于接收穿过节流元件后的光量子；所述的探测单元为CZT探测器。本实用新型采用光量子源作为发射器，发出一个各能量不同的光量子粒子，每个探测单元对单个光子进行独立测量；采用CZT半导体探测器阵列，体积小，能量分辨率更高，可以免去了物理准直器的使用，在测量截面有较好的空间分辨率，从而提高了测量精度。