私の環境（Xcode 9.2、適当なiOSプロジェクト）では別のファイルにプロトコルを書いてもビルドできましたね。

9:10 AM

念のため、プロトコルを実装するクラスも別のファイルに書いてみましたけどエラーは起こらなかったです。