Каково максимальное теоретически возможное октановое число у топлива? Может ли быть миллиард, и насколько мощнее и компактнее это позволит сделать двигатели?

Без добавок максимум детонационной стойкости это 100.

С добавками чуть больше. У сжиженного газа тоже больше около 110.

Двигатель сильно компактнее не станет, там и так сейчас средний рабочий объём как баклашка пива, а занимает он намного больше места, т к система охлаждения, навесное итд