Да, нужен QVector<char>, такой что первый байт всегда лежит по адресу, кратному 256 (или любому другому, задаваемому статически). Структура байт в векторе - это уже будет двумерный индекс.
Глянул в отладчике, да, "близок локоть да не укусишь". Выравнивание есть, но не видно как подлезть.
Ну а если "не по теме"
? Верную ли цель Вы ставите (выровненный QVector<char>) и стоит ли ее добиваться? С точки зрения "минимум переделок" - скорее всего да. Но если все делать чисто/кошерно (к чему Вы так явно стремитесь) - то скорее нет. Ведь операции с QVector<char>, хотя бы push_back, erase и.т.п. никак не поддерживают целостность выравниваемых структур.
Нужно, чтобы начало вектора было выровнено, далее программист сам решает, как ему обрабатывать данные в середине. Т.е., он будет читать их кусками по 256 байт, если конкретный обработчик требует выравнивания.
С невыровненным началом - неудобно, size()/begin()/operator[],... уже непосредственно неприменимы.
