量子引力与统一理论部门致力于在超弦理论和规范量化的框架内统一量子理论和广义相对论的理论的发展。

尽管在过去几年中付出了巨大的努力，但目前尚不清楚一致的量子引力理论将是什么样，其主要特征是什么。鉴于这些不确定性，最佳策略似乎是既多样化又跨学科的策略。因此，该系旨在代表当前所有主要的量子引力方法，特别是超重力和弦论及其现代发展，以及规范量化（例如环量子引力）和量子引力的离散模型。

量子引力的经典方法强调了几何方面，似乎很适合处理量子引力未解决的概念性问题，例如时间问题或对宇宙波函数的解释。在过去的十年中，在环形量子引力的框架中获得了重要的新见解，其现代变体（旋转泡沫引力和群场理论）是该系的主要研究方向之一。这种方法是对旧的地球动力学方法的补充和扩展，它采用了非扰动和背景独立的框架，从而（至少在原理上）描述了几何形状本身的波动，并导致了普朗克尺度上的离散结构。以这个为基础，现在有可能研究引力和时空本身的完整量子动力学。最近，这些概念已成功应用于宇宙论和黑洞奇点的研究，而经典广义相对论则被打破了。这样，就有可能了解如何在量子宇宙学中“溶解”古典相对论的“大爆炸”奇点。

另一方面，弦论在解决量子引力问题时采取了截然不同的出发点。数学一致性的要求和扰动量化引力的不可重新归一化，以及结合非引力相互作用的需要，可能会迫使我们在最小距离（普朗克尺度）上修改爱因斯坦理论。这不仅可能导致其他基本力的几何化（例如，Kaluza-Klein理论和超重力）以及物质和引力的统一，还可能导致一种全新的理论，可以解释时空是如何溶解的。在很小的距离上，爱因斯坦的理论仅作为一种有效的低能理论出现，并且在高于普朗克尺度的距离以上有效。超弦和超膜理论，迄今为止，超对称矩阵理论是这个方向上最有前途的分析。该部门的成员最近在该领域取得了重大进展，特别是所谓的AdS / CFT对应关系的框架，以及对某些无限维对称性的研究，这些对称性可能是对字符串的统一且非扰动的描述的基础。