U sklopu ovog doktorskog rada istraživan je potencijal korištenja cirkonijevih metalo-organskih mreža (MOF-ova) MOF-525 i PCN-223 s ugrađenim paramagnetskim ionima bakra(II) ili vanadila u porfirinskim prstenovima kao molekulskih kvantnih bitova. Za istraživanje mehanizama koherencije odnosno eksperimentalno određivanje relaksacijskog vremena spin-rešetka 𝑇\(_{1}\) i relaksacijskog vremena spin-spin 𝑇\(_{m}\) paramagnetskih iona korištena je metoda elektronske paramagnetske rezonancije (EPR). Da bi se dobili funkcionalni kvantni bitovi s dovoljno dugim relaksacijskim vremenima, paramagnetski centri u MOF-ovima razrijeđeni su s udjelom 10 % metalnih iona u porfirinskim prstenovima. Kod bakrovih MOF-ova detektirana je koherencija najviše do temperature od 80 K, dok je za vanadilne MOF-ove koherencija detektirana čak do 200 K. Daljnjim razrjeđenjem vanadilnih iona s 10 % na 5 % u PCN-223 postignuto je produljenje relaksacijskih vremena koje je najizraženije pri temperaturama nižim od 100 K, gdje je dominantan utjecaj međudjelovanja spin-spin. Dodatno produljenje obaju relaksacijskih vremena 𝑇\(_{1}\) i 𝑇\(_{m}\) postignuto je ugradnjom molekula fulerena u pore PCN-223. Takvo ponašanje može se objasniti djelomičnom izmjenom otapala koje posjeduje nuklearne spinove sa spinski gotovo neaktivnim fulerenom kao i kroz usporavanje spin-fononskih procesa koji utječu na relaksacijsko vrijeme 𝑇\(_{1}\). Istraživani spojevi pokazali su linearnu ovisnost Rabijeve frekvencije o intenzitetu oscilirajućeg magnetskog polja što je potvrda mogućnosti koherentne spinske manipulacije. Mogućnost stvaranja proizvoljnog superpozicijskog stanja dokazalo je potencijal korištenja tih materijala kao molekulskih spinskih kvantnih bitova. Nadalje, dokazana je primjenjivost Carr-Purcell-Meiboom-Gillova (CPMG) impulsnog slijeda na produljenje koherencijskog vremena ispitivanih spojeva.