Mekanika kuantum
Mekanika kuantum, termasuk teori medan kuantum, adalah cabang dasar fisika yang menggantikan mekanika klasik pada tataran sistem atom dan subatom. Sistem yang mengikuti mekanika kuantum ini dapat berada dalam superposisi kuantum pada keadaan yang berbeda, tidak seperti pada fisika klasik. Ilmu ini memberikan kerangka matematika untuk berbagai cabang fisika dan kimia, termasuk fisika atom, fisika molekular, kimia komputasi, kimia kuantum, fisika partikel, dan fisika nuklir. Mekanika kuantum adalah bagian dari teori medan kuantum dan fisika kuantum umumnya, yang, bersama relativitas umum, merupakan salah satu pilar fisika modern. Dasar dari mekanika kuantum adalah bahwa energi itu tidak kontinyu, tetapi diskrit—berupa 'paket' atau 'kuanta'. Konsep ini cukup revolusioner, karena bertentangan dengan fisika klasik yang berasumsi bahwa energi itu berkesinambungan.
Gravitasi kuantum
Sementara teori kuantum gravitasi diperlukan untuk merekonsiliasi relativitas umum dengan prinsip-prinsip mekanika kuantum, kesulitan muncul ketika seseorang berusaha menerapkan resep-resep teori medan kuantum terhadap gaya gravitasi melalui boson-boson graviton. Masalahnya adalah bahwa teori yang didapatkan oleh seseorang menurut cara ini tidaklah ternormalkan kembali dan dengan demikian tidak dapat digunakan untuk membuat prediksi-prediksi fisika yang berguna. Hasilnya, para teoriwan telah mengambil pendekatan yang lebih radikal terhadap masalah gravitasi kuantum, pendekatan yang paling masyhur misalnya teori dawai dan gravitasi kuantum simpal.