欧州研究評議会から資金提供を受けたばかりのこの実験は、空間そのものに構造があり、その構造が量子的なものであるという最初の直接的な証拠となる可能性がある
100年以上、物理学はその根底に静かな矛盾を抱えて生きてきた。アインシュタインの一般相対性理論は、惑星の運動、光の歪み、ブラックホールの衝突による時空のさざ波など、宇宙規模で驚くべき精度で宇宙を記述している。量子力学は、粒子、原子の構造、光の性質など、最小規模で同様のことを行っている。どちらの理論も機能する。どちらも間違ってはいない。しかし、それらは根本的に両立しない。それらを統一することは、科学における最も偉大な未解決問題の1つと見なされている。それは、まさに変わろうとしているのかもしれない。
数週間前、カーディフ大学は、重力研究機構のハルトムート・グレーテ教授が、量子重力の最初の直接的な実験的証拠を見つけるというただ一つの目的のために、画期的な実験を行うために欧州研究評議会から多額の助成金を受け取ったと発表した。このプロジェクトの根底にある考えは、エレガントであると同時に急進的でもある。宇宙の構造である時空は、アインシュタインが想像したような滑らかで連続的なものではないかもしれない。それは、粒状で、ピクセル化されているかもしれない。測定されたことのないほど小さいスケール、すなわちプランク長（陽子の20桁以上小さい距離）の離散的な量子単位で構成されているかもしれない。これらは、見ることのできるピクセルではない。しかし、適切な条件下では、理論はそれらが一種の量子的なぼやけ、つまり周囲の物体の位置にわずかに感じられる震えを生み出すと予測している。
グレーテ教授のチームは、まさにこの震えを検出することを計画している。彼らは、原子の10億分の1よりも小さい長さの変化を測定できるほど高精度な装置である卓上レーザー干渉計を使用し、これまで一緒に使用されたことのない2つの最先端の量子技術を組み合わせる：古典的な限界を超えてレーザー測定における量子ノイズを低減する「圧縮光」、およびほぼゼロノイズで前例のない精度を提供する「単一光子検出」。Single Photon Detection Interferometry for Quantum Gravityと名付けられたこの実験は、LIGOやVirgo（宇宙の数十億光年彼方でのブラックホールの衝突からの時空のわずかなさざ波を捉える能力をすでに証明している重力波検出器）のために開発された技術に直接依存している。
「時空の量子シグネチャの確認は、画期的な成果となるだろう。それは、我々の現実の理解を最も基本的なレベルで変え、科学的探求のまったく新しい道を開くだろう。アインシュタインが我々の時空の理解を変えてから100年以上経った今、このプロジェクトは、彼が始めた絵を完成させる一歩に我々を近づけるかもしれない。彼は興奮しただろうと思う」とカーディフ大学のハルトムート・グレーテ教授は述べている。
実験が成功すれば、その影響は単一の発見をはるかに超えるだろう。量子化された時空は、宇宙が滑らかな場と連続的な幾何学からではなく、情報に似たもの、つまり離散的で、数えられ、根本的に量子的なものから構成されていることを証明するだろう。それは、数十年にわたって静かに形成されてきた理論的概念、すなわちホログラフィック原理から、時空の幾何学が量子もつれから生じるという考えまでを支持するだろう。それは、我々が物理的現実と呼ぶもの、すなわち空間、時間、物質が、宇宙の基盤ではないことを意味するだろう。それは、宇宙の量子情報が我々の視点からどのように見えるかである。ボーナスとして、同じ実験は、宇宙の最も初期の瞬間の残響である暗黒物質と初期重力波の痕跡を発見する可能性がある。グレーテ教授の言葉を借りれば、科学は必ずしも大声で発表されるわけではない。時には、それは実験室の卓上でのレーザービームのわずかな震えとしてやってくる。
