vetler, kuantum mekaniği taban alınarak açıklanabilir. Kuantum mekaniği, fiziksel fenomenleri tamamen farklı bir formda ele alır ve olasılık tabanlı çalışır. Kütle çekiminin kuantum mekaniği ile açıklanması gerekliliği, iki klasik sistemin, tek bir kuantum sistemine dönüştürmesi sorununu ortaya çıkarttı.

Genel göreliliği, kuantum mekaniği yasaları ile birleştirmek için, kuantum kütle çekimi teorisine ihtiyacımız olmasına rağmen, kuantum alan yönergeleri, yerçekimi kuvveti ile bağdaştırılırken çeşitli problemler ortaya çıkmaktadır. Teknik bir noktadan bakılınca, teori uygulandığı noktada çalıştığı şeyi tekrar normalleştiremiyor ve bu da teorinin anlamlı fiziksel tahminler yapmasını engelliyor. Sonuç olarak, kuramcılar kuantum kütle çekimi için daha radikal yaklaşımlar oluşturdular bunlardan en popülerleri sicim kuramı ve ilmek kuantum kütle çekimi. Son gelişmelerden Casual Fermion Systems adı verilen teori , kuantum mekaniği , genel görelilik ve kuantum alan teorisini kısıtlayarak oluşturuldu.

Kuantum kütle çekiminin tek amacı kütleçekimsel alanların kuantum davranışlarını açıklamaktır ve bu amaç geri kalan bütün etkileşimleri tek bir matematiksel çatı altına toplaya çalışmak ile karıştırılmamalıdır. Yerçekiminin mevcut anlayışındaki herhangi bir gelişim, bütün etkileşimlerin birleştirilmesi için biraz daha çalışmaya ihtiyacımız olduğunu gösteriyor. Kuantum kütleçekim çalışması ise, içinde pek çok branş barındıran ve birleştirilme olayına çok farklı yaklaşımları olan bir çalışma alanı. Sicim teorisi gibi, yerçekimini diğer temel kuvetlerle açıklamaya çalışan kuantum kütleçekimi teorilerine rağmen, loop kuantum kütleçekimi gibi diğerleri ise, kuantum yerçekimini diğer kuvvetlerden ayrı tutarken, kuantlar haline getirmeye çalışır. Kuantum kütleçekimi teorisi ya da diğer bir deyişle büyük birleşik kuram olarak bilinen bu olay, bazen de "her şeyin teorisi" olarak da bilinir.

Kuantum kütle çekiminin bir diğer zorluğu ise, bu kütleçekimsel etkilerin yalnızca Plank ölçeğine yakın değerlerde görünmesinin beklenmesidir. Bu ölçek, yüksek enerjili parçacık ivmelendiricilerin sınırlarında erişilebilir, ufak sınırlarda bir ölçektir. Sonuç olarak, her ne kadar kuantum kütleçekimi genel anlamda teorik bir girişim gibi görünse de, hala kuantum kütleçekimi etkilerinin bazı deneylerde görüntülenebileceğine dair spekülasyonlar vardır.

Bu teorileri bütün enerji düzeylerinde kavramanın zorluk çıkartan tarafı genelde bu teorilerin evrenin nasıl işlediğine dair yaptıkları varsayımlardan kaynaklanır. Kuantum alan teorisi, özel göreliliğin düz uzay zamana gömülmüş parçacık alanlarına dayanır. Genel görelilik ise, yerçekimini uzay zamanla bükülen ve kütleye göre değişen bir kavram olarak modellemiştir. Tarihsel olarak, renormalizasyon problemi olarak bilinen yol iki durumu ( örneğin yerçekimini diğer parçacık alanları gibi düşünmek) kolayca birleştirmek için en bariz yoldur. Renormalizasyon eski anlayışa göre, kütleçekimsel parçacıklar birbirlerini etkiler ve bu etkileşimlerin birbiriyle toplamı matematiksel olarak kolayca hesaplanamayacak kadar, pek çok sonsuz sonucu oluşturacaktır. Bu durum, kuantum elektrodinamiği ile çeklişen bir durumdu. Bulunan bu seriler hala bir noktada toplanamadı, bu etkileşimler bazen sonsuz sayıda sonuçlar yaratıyor, ancak aralarında yeterli sayıda renormalizasyon aracılığı ile çıkartılabilenler var.

Kuantum kütleçekimi, etkili bir alan teorisi olarak görülebilir. Etkili kuantum alan teorileri yüksek enerji kesintileri ile gelir. Bu bizim, teorinin doğanın işleyişini güzelce açıklamasını beklememizden daha ötesinde. Böylece sonsuzluklar, bu yüksek enerji kesikliklerine bağlı olarak çok geniş fakat sonlu niceliklere dönüşür ve temel kesintileri çok yakınında gerçekleşen olaylara karşılık verebilecek hale gelirler. Bu nicelikler sonsuz sayıda bağlanma katsayılarına dönüşebilirler ve enerjileri teorideki kesilme enerjisinin altında kalır. Aynı mantık, kuantum kütleçekimindeki düşük enerjili piyonlar için de baya başarılı bir şekilde çalışır. Hatta, kütleçekim serpintileri ve Newton'ın yerçekim kanunu dahi belirgin olarak tahmin edilmiştir. (neredeyse bizim ölçemeyeceğimiz kadar sonsuz küçüklükte olmalarına rağmen). Aslında yerçekimi pek çok yönden bir kuantum alan teorisi olarak Standart Model'den daha iyi. Çünkü şimdiye kadar Plank Skalasının her ölçüsünde geçerli gibi görünüyor.

Kuantum mekaniği ve kütleçekimi bir yandan cidden tutarlı yüksek enerjiler olduğunu doğrularken, temel enerji kesintilerinini altında ya da yakınında kaldığımızda, yeni bir doğa modellemesi gerekli oluyor. Özellikle kuantum mekaniğini ve kütleçekimini kombinlemek, yüksek enerjilerde zor bir hal alıyor ve bu nedenle belki de yeni bir modellemeye ihtiyaç duyuyordur. 

Kuantum kütleçekim teorisini türetme fikri ile ilgili genel tutum, en yüksek enerji seviyelerinde bile geçerli olan , basit, elegant simetriler ve öbür ip uçları üzerinde çalışmaya yatkın ve bunları kombinlemek için yollar gösterebilecek bir şey arayışıdır. Bu tutumla ilgili sorunlardan biri kuatum kütleçekiminin dahi basit, elegant ve tek bir teori olup olamayacağı sorusudur. Çünkü özel görelilik ve ivme ve kütleçekim birleşmezliğindeki ikilem ya da genel görelilik ve uzay zamanın bükülmesi gibi çıkmazları olabilirdi.

Bu tarz teoriler , yüksek enerjilerin ve evrenin çok küçük boyutlarının kombinlenmesi de dahil, evrenin merkezi veya karadeliklerin davranışları gibi problemleri anlamak için gereklidir.

Günümüzde, teorik fiziğin en kökü problemlerinden biri, yerçekimini açıklayan, yıldızlar ve gezegenler gibi büyük ölçekli cisimlerin uygulamasını yapan genel görelilik ile atomik boyuttaki temel kuvvetleri açıklayan kuantum mekaniğinin kaynaştırılmasıdır. Bu problem uygun bir bağlama sokulmalıdır. Özellikle, gene kültürün kuantum mekaniği ve genel göreliliğin uyumsuzluk içinde olduğu düşüncesine rağmen, kuantum mekaniğinin teorik spini iki kütlesiz parçacığın (gravitonlar) etkileşimi ile oluştuğu ve genel göreliliği takip eder olduğu gerçeğini rahatlıkla kanıtlayabilir

Gravitonların varlığa dair somut bir kanıt yokken, maddenin kuantlaşmış teorileri, bu parçacıkların varlığını gerekli kılmaktadır. Bu teoriyi, Messenger parçacıkları denen ve temel kuvvetlerden yerçekimi hariç hepsinde bulunan bu parçacığın gözlemi, araştırmacıları en azından bir taneciğin var olması gerektiği inancına sevk eden şey oldu. Böylece, bu varsayımsal parçacıklara, graviton unvanı verilmiş oldu. Elektromanyetik alandaki fotonlar gibi, bu parçacık da kuvvet parçacığı sınıfına konulmuş oldu. 1970'lerde ve sonrasında varsayılmış pek çok fiziksel kavram, gravitonların varlığına dayandırılarak hesaplandı, oluşturuldu. Bu teorilerden bazıları, sicim kuramı, süper sicim kuramı, M-teorisi ve ilmek kuantum kütleçekimidir. Gravitonların tespiti, bu nedenle kuantum mekaniğinde ve görelilik teorilerindeki pek çok araştırma alanına öncülük etmiştir.

Dilaton, ilk olarak Kaluza-Klein teorisinde görülmüştür. Bu teori yerçekiminin ve elektromanyetizmanın beş boyutta birleştirilmesini anlatır. Genellikle, sicim kuramında ortaya çıkar. Fakat son zamanlarda, Roman Jackiw'in alan teorik alan yaklaşımıyla, düşük boyutlardaki objeler için de , merkezde yer alır bir hale gelmiştir. Tamamen analitik çözümleri olan enerji yükselmeleri ile metrik N-obje sistemi genel görelilikteki anlaşılmazlığı kanıtlamıştır. Problemi basitleştirirsek, boyut slayısı (1+1) e kadar indirgenmiştir. Yani bir uzaysal bir de zamansal boyut olarak. Bu model problem, R=T theory olarak da bilinir. G=T teorisinin tersidir. Diferansiyel geometriden türetilen, dilaton a hükmeden alan eşitliklerinde de bulundu. Aynı zamanda Schrödinger eşitlikleri ve son zamanlarda kuantizasyona da bağlı hale gelmiştir.

Bu yüzden, eğer birisi yerçekimini, kuantizasyonu ve hatta elektromenyetik alan etkileşimlerini kombinleyen bir teoriye sahipse, bu teori temel fiziğin teorisi için gelecek vadeden bir teori olacaktır. Hatta, bu "icadın" genel görelilik ve kuantum mekaniği arasında çoktandır var olan ancak hala keşfedilememiş doğal ilişkiyi ortaya çıkartacağını söylemekte de yarar var. Ancak bu teori (2+1) ve (3+1) boyut genellemesinin eksikliğini yaşayacaktır. Prensip olarak, alan eşitlikleri bu tarz genellemelerin sorumluluğunu alır ve Newton Mekaniğindeki " d " kadar boyut kısıtlamasının doğruluğunu gösterir ancak bu sadece dilaton hesaplamalara dahil edildiğinde gerçekleşir. Dahası, dilatonun (3+1) boyutlarında hükmedilmesi gerektiğini anlatan alan teorilerinin genelleştirilmesi tamamen netleştirilmemiştir. Dilatonların (3+1) boyutlarında çoğalabildiği gerçeği, gravitonların ve dilatonların gerçek dünyada da var olması gerektiğini kanıtlamaktadır. Mamafih, dilatonun varlığı, garavitonların varlığından çok daha anlaşılmazdır. Fakat, yerçekimini, elektromanyetik ve kuantum etkilerinin kombinlenebileceğine dair yaklaşımlar basitleştirildiklerinde , bu birleşim teorinin doğruluğunun kanıtlanabileceği bir potansiyele sahip olacak. Hem kozmolojik olarak hem de deneysel olarak.

Genel görelilik, elektromanyetizma gibi, klasik bir alan teorisidir. Dolayısıyla, kuantum alan teorisinde, kütleçekimsel kuvvetlerin de bir karşılığının olması beklenebilir.

Ancak kütleçekim, kaygı verici bir şekilde renormalizasyona uygun değildir. Kuantum alan teorisinin iyi tanımlanmış olması anlaşılabilirliği açısından önemlidir. Asimtotik olarak özgür ya da güvenilir olmalıdır. Pek çok sonlu seçenek tarafından karakterize edilebilmeli ve deneysel olarak kurgulanabilmelidir. Örneğin kuantum elektrodinamiğinde bu tarz parametreler yük ve elektronun kütlesidir ve belirli enerji skalalarında ölçülebilirdirler.

Fakat diğer taraftan, teoride, kütleçekimini kuantize edebilmek için pk çok sozsuz ve bağımsız parametreler ( katsayılar ) , teoriyi tanımlayabilmek için gereklidir. Bu parametrelerden verilenler arasında, sozsuz deneylerle her parametrenin değerine ulaşmak fikri ile ilgili, herhangi anlamlı bir fiziksel teoriye sahip değiliz.
Eğer kuantum kütleçekim teorisini, etkli bir alan teo