А как это может работать чисто технически? Когда загружается длл, она просто попадает в адресное пространство процесса, функции длл ничем не отличаются от функций из родного процесса ( в том смысле, что для их вызова используется CALL, а не прерывание). x64 и x86, это, считай, два разных процессора, с таким же успехом можно пробовать выполнить код процессора другой архитектуры, ARM, например.
Когда был переход Win16->Win32 в ntvdm создали специальный механизм, который позволял (с болью) вызывать 16битные длл из Win32, сейчас такого механизма (Win64<->Win32) нет, насколько я знаю. Хотя, такой механизм, наверное, можно создать.