Запятая нужна. В справочнике Д. Э. Розенталя «Пунктуация» указано: «Запятыми выделяются или отделяются сравнительные обороты с союзом как в следующих случаях: <...> 2) если в основной части предложения имеется указательное слово (так, такой, тот, столь)».

Это предложение с именительным темы. При именительном темы, тесно связанном с основным предложением, в котором имеется личное или указательное местоимение в качестве слова-отсылки, ставится тире: Этот человек – он мертв? На практике тире часто заменяют запятой, что также допустимо.

Связь между этими частями действительно бессоюзная, местоименное наречие поэтому является обстоятельством причины. Оно, безусловно, поддерживает смысловую связь между частями, но средством связи не является, так как средствами связи (союзными словами) могут быть только относительные местоимения, а это — указательное.

Указательное слово ТО употребляется в сочетании с местоимением (союзным словом) ЧТО: Взять то, что плохо лежит (здесь ЧТО - подлежащее, местоимение).

Если ЧТО выступает в значении союза, то соотносительное слово к нему не требуется. Правильно: Я знаю, что... Он сказал, что...

Корректные варианты: Отличники – и те не справились с заданием. Отличники и те не справились с заданием. Написание с запятой – ошибка. Перед присоединительным союзом и, за которым следует указательное местоимение тот (та, то, те), употребленное для усиления значения предшествующего существительного, запятая не ставится.

Вы правы, тире может отсутствовать, если между подлежащим и сказуемым есть наречие (но тире может и ставиться, если того требует интонация).

В примере с корпускулой постановка тире оправданна: так традиционно оформляются дефиниции (словарные определения); тире в данном случае заменяет собой указательное слово "это".

Такими — это действительно указательное местоимение. Что касается слова какими, то это тоже местоимение — в приведенном контексте относительное (оно может быть и вопросительным). Термин союзное слово называет роль относительного местоимения какими в структуре сложноподчиненного предложения, то есть характеризует его с точки зрения синтаксиса.  

В подобных случаях (определительное местоимение + указательное местоимение) выбрать, что является подлежащим, а что — определением к нему, невозможно: обе трактовки равно вероятны. Формы местоимений могут с равным успехом идентифицироваться и как адъективные (местоимения-прилагательные), и как субстантивные (местоимения-существительные). Поэтому считается, что подлежащим в таких случаях целесообразно признавать сочетание всё это.

В параграфе 15 «Полного академического справочника» под ред. В. В. Лопатина в качестве фактора, который препятствует постановке тире, упомянуто личное или указательное местоимение в роли подлежащего. В приведенном примере в роли подлежащего выступает местоимение другого разряда — определительное. Кроме того, сказуемым при нем является инфинитив, а в этом случае тире ставится.