Um vetor não foi feito para se comportar como uma matriz. Claro que existem algumas soluções.

Achei uma [solução que parece se aproximar do que você deseja][1], veja se ajuda.

Existe uma [classe para isto][2] mas ela foi considerada obsoleta e até onde eu sei nada foi criado para substituí-la. Tem uma [classe mais moderna][3].

Outra opção óbvia é procurar uma classe que te atenda em outra biblioteca. Pode não ser tão simples integrar com a Qt.

Ainda existe a possibilidade de criar uma classe sua que funcione como matriz. Isto pode trazer algumas vantagens de integração com a Qt dependendo de como você faça.

Achei uma gambiarra [nessa resposta no SO][4]:

    int index(int x, int y) {
        return x + width * y;
    }

Assim você simula uma matriz dentro do vetor:
    
    QVector<...> vector(width * height);
    vector[index(5, 3)] = ...;


  [1]: http://stackoverflow.com/questions/6333783/2d-matrix-of-qstrings
  [2]: https://qt-project.org/doc/qt-4.7/qmatrix.html
  [3]: http://qt-project.org/doc/qt-4.7/qmatrix4x4.html
  [4]: http://stackoverflow.com/questions/12776872/how-to-use-qvector-as-two-dimensional-array